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前言
在 Java 的 I/O 操作中，字节流（Byte Stream） 是最基本的输入输出方式。它以字节为单位进行数据的读取和写入，适用于处理二进制文件（如图片、音频、视频等），也可以用来处理文本文件。Java 提供了丰富的字节流类来完成各种 I/O 操作。
本篇博客将详细介绍 Java 中常用的字节流类及其使用方法，并通过示例代码帮助理解其工作原理。
一、什么是字节流？
Java 的 java.io 包中定义了两种类型的流：
- 字节流（Byte Stream）：以字节（8位）为单位处理数据。
- 字符流（Character Stream）：以字符（16位 Unicode 字符）为单位处理数据。
字节流的抽象基类是：
- InputStream：用于从源读取字节。
- OutputStream：用于向目标写入字节。
常见的子类包括：
| 类名 | 描述 |
|---|---|
| FileInputStream | 从文件中读取字节 |
| FileOutputStream | 向文件中写入字节 |
| ByteArrayInputStream | 从字节数组中读取数据 |
| ByteArrayOutputStream | 将数据写入字节数组 |
| BufferedInputStream / BufferedOutputStream | 带缓冲功能的字节流，提高性能 |
二、基本使用示例
1. 使用 FileInputStream 和 FileOutputStream
这是最基础的文件复制操作，适用于所有类型的文件。
public class FileCopyExample {public static void main(String[] args) {String sourcePath = "source.jpg";String destPath = "destination.jpg";try (FileInputStream fis = new FileInputStream(sourcePath);FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destPath)) {int byteRead;while ((byteRead = fis.read()) != -1) {fos.write(byteRead);}System.out.println("文件复制成功！");} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}
注意：
使用 try-with-resources 确保资源自动关闭。
read() 返回的是一个 int 类型，表示读取到的字节（0~255），若返回 -1 表示已到达文件末尾。
2. 使用缓冲提升性能 —— BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream
对于大文件来说，逐字节读取效率较低。可以使用缓冲流一次性读取多个字节。
import java.io.*;public class BufferedFileCopy {public static void main(String[] args) {String sourcePath = "bigfile.mp4";String destPath = "copy_bigfile.mp4";try (BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(sourcePath));BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(destPath))) {byte[] buffer = new byte[1024]; // 缓冲区大小int bytesRead;while ((bytesRead = bis.read(buffer)) != -1) {bos.write(buffer, 0, bytesRead);}System.out.println("带缓冲的大文件复制完成！");} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}
使用缓冲区（buffer）可以显著提高 I/O 效率，建议每次读取 1KB~8KB 数据。
三、常见字节流类详解
1. ByteArrayInputStream 和 ByteArrayOutputStream
这两个类用于在内存中操作字节流，常用于临时存储或转换数据。
public class ByteArrayExample {public static void main(String[] args) throws IOException {String data = "Hello, Byte Stream!";byte[] bytes = data.getBytes();// 写入内存ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();baos.write(bytes);System.out.println("写入内存的数据: " + baos.toString());// 从内存读取ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(baos.toByteArray());int c;while ((c = bais.read()) != -1) {System.out.print((char)c);}}
}
四、字节流 vs 字符流
| 对比项 | 字节流 | 字符流 |
|---|---|---|
| 单位 | 字节（8位） | 字符（16位 Unicode） |
| 适用场景 | 二进制文件（图片、音频等） | 文本文件（txt、json 等） |
| 主要类 | InputStream / OutputStream | Reader / Writer |
| 是否编码无关 | 是 | 否，需指定编码格式 |
五、总结
字节流是 Java I/O 操作中最基础的部分，掌握其使用对于理解 Java 文件处理机制至关重要。以下是几个关键点：
- 使用 FileInputStream 和 FileOutputStream 进行文件读写；
- 使用缓冲流（BufferedInputStream / BufferedOutputStream）提高效率；
- 对于内存操作可使用 ByteArrayInputStream 和 ByteArrayOutputStream；
- 字节流适合处理二进制数据，字符流更适合处理文本。