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Java IO流进阶实战详解（含文件读写、拷贝、加密、字符集）

news 来源：原创 2025/5/18 6:15:56

本文基于 Java 原生 IO 流，从最基础的字节流到字符流，再到实战案例（如文件夹拷贝、文件加密等）进行逐步深入讲解。适合有一定 Java 基础、希望掌握文件读写操作的。

一、前言

Java IO（输入输出）是我们日常开发中必不可少的一部分。无论是读写文件、传输数据、处理日志，IO 都是底层支持。在这篇博客中，我们将基于实际代码案例，从 FileOutputStream、FileInputStream 到 FileReader、FileWriter 全面解析 Java IO 的用法与底层原理，并完成以下内容：

文件写入（字节/字符流）
文件读取
文件拷贝（大文件/小文件/文件夹）
编码解码与乱码问题
文件加密与解密

在对文件进行读写操作时，必须要开启一个流，这个流是以你的程序角度的，比如你要向文件写入数据，那么就可以开输出流(OutputStream)，从文件读取数据，就可以开启输入流(InputStream)。

二、字节输出流：`FileOutputStream`

1. 写一个字节：`write(int b)`

FileOutputStream fos = new FileOutputStream("a.txt");
fos.write('a');
fos.close();

写入单个字节（ASCII 字符）。

2. 写入字节数组：`write(byte[] b)`

byte[] bytes = {97, 98, 99};
fos.write(bytes);

3. 写入部分字节：`write(byte[] b, int off, int len)`

fos.write(bytes, 1, 2); // 从索引1开始写两个字节（b和c）

注意事项

默认覆盖已有内容。
可通过构造函数加参数启用追加模式：

new FileOutputStream("a.txt", true);

三、字节输入流：`FileInputStream`

1. 读取一个字节：`read()`

FileInputStream fis = new FileInputStream("a.txt");
int b = fis.read();
System.out.println(b);

2. 循环读取所有字节

int b;
while ((b = fis.read()) != -1) {System.out.print((char) b);
}

3. 读取字节数组：`read(byte[] buffer)`

byte[] buffer = new byte[2];
int len = fis.read(buffer);
System.out.println(new String(buffer, 0, len));

四、文件拷贝实战

小文件拷贝

int b;
while ((b = fis.read()) != -1) {fos.write(b);
}

大文件拷贝（使用缓冲数组）

byte[] buffer = new byte[1024];
int len;
while ((len = fis.read(buffer)) != -1) {fos.write(buffer, 0, len);
}

try-with-resources 简化关闭资源

try(FileInputStream fis = new FileInputStream("a.txt");FileOutputStream fos = new FileOutputStream("b.txt")) {...
}

五、字符集编码与乱码问题

字符集基础

编码类型	特点
ASCII	单字节英文编码
GBK	双字节中文编码
UTF-8	可变长度，英文1字节，中文3字节
Unicode	Java默认字符集，多数使用UTF-16

为什么会乱码？

字节读取不完整一个中文字符
编码与解码方式不一致

编码与解码示例

String str = "你好世界";
byte[] gbk = str.getBytes("GBK");
byte[] utf8 = str.getBytes("UTF-8");
System.out.println(new String(gbk, "GBK"));   // 正确
System.out.println(new String(utf8, "UTF-8")); // 正确

六、字符流读写（FileReader / FileWriter）

字符流其实是在字节流的基础上进行了封装，字节流每次单个字节读取，会导致读取到的汉字不完整而出现乱码，而字符流可以很好解决这个问题: 默认单个字节地读取，当遇到汉字时，就每次三个字节地读取(UTF-8)

字符输入流 `FileReader`

FileReader fr = new FileReader("a.txt");
int ch;
while ((ch = fr.read()) != -1) {System.out.println((char) ch);
}

字符输出流 `FileWriter`

FileWriter fw = new FileWriter("a.txt");
fw.write("我是你爹");
fw.close();

默认有缓冲机制

FileReader 内部有一个 8192 字节缓冲区
FileWriter 会缓存数据，写入文件需 flush() 或 close()

七、实战项目：文件夹拷贝

实现文件夹递归拷贝

public void copydir(File src, File dest) throws IOException {File[] files = src.listFiles();if (files == null) return;for (File file : files) {if (file.isFile()) {try (FileInputStream fis = new FileInputStream(file);FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File(dest, file.getName()))) {byte[] buffer = new byte[1024];int len;while ((len = fis.read(buffer)) != -1) {fos.write(buffer, 0, len);}}} else {copydir(file, new File(dest, file.getName()));}}
}

八、实战项目：文件加密器

通过位运算进行简单加密（可以自定义加密规则）：

FileInputStream fis = new FileInputStream("a.txt");
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("ency.txt");
int b;
while ((b = fis.read()) != -1) {fos.write(b ^ 123); // 加密：异或操作
}