字节流

概述

字节流以字节（byte）为单位读写数据，是 Java IO 中最底层的流式抽象。InputStream 与 OutputStream 是字节流的两个抽象基类：前者表示输入源（如文件、网络、内存），后者表示输出目标。字节流适用于任意二进制数据（如图片、音频、视频、压缩包）以及按字节处理的文本；若主要处理文本且需要按字符/行处理，应使用 字符流（Reader/Writer）。

掌握字节流是学习 缓冲流、字符流 和 NIO 的基础。

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字节流体系概览

类型	常用实现类	说明
InputStream	FileInputStream、ByteArrayInputStream、BufferedInputStream	从文件、字节数组、缓冲等读取字节
OutputStream	FileOutputStream、ByteArrayOutputStream、BufferedOutputStream	向文件、字节数组、缓冲等写入字节

FileInputStream / FileOutputStream 直接绑定文件，是文件读写最常用的字节流实现。使用前需通过 File 类 或路径字符串指定文件位置。

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基本用法

InputStream 核心方法

方法	说明
int read()	读取一个字节，返回 0–255；若已到末尾返回 -1
int read(byte[] b)	将字节读入数组 b，返回实际读取的字节数；末尾返回 -1
int read(byte[] b, int off, int len)	将最多 len 个字节读入 b，从 off 开始存放；末尾返回 -1
void close()	关闭流并释放资源，必须调用

read(byte[] b) 会尽可能把 b.length 个字节读入数组，返回值可能小于数组长度（例如文件剩余字节不足时）。

OutputStream 核心方法

方法	说明
void write(int b)	写出一个字节（低 8 位有效）
void write(byte[] b)	写出整个字节数组
void write(byte[] b, int off, int len)	写出数组 b 中从 off 起的 len 个字节
void flush()	刷新缓冲（部分实现类有缓冲时有效）
void close()	关闭流并释放资源，必须调用

说明

FileInputStream / FileOutputStream 的 read、write 会抛出受检异常 IOException，必须用 try-catch 捕获或在方法上 throws IOException。推荐用 try-with-resources 自动关闭流。详见 异常处理。

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使用示例

示例 1：用 FileInputStream 读取文件（逐字节）

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;

public class ReadFileByByte {
    public static void main(String[] args) {
        // try-with-resources 确保流在结束时自动关闭，避免资源泄漏
        try (FileInputStream in = new FileInputStream("data/hello.txt")) {
            int b;
            while ((b = in.read()) != -1) {
                // 读到的是字节（0-255），若文件是文本可强转为 char 查看（需注意编码）
                System.out.print((char) b);
            }
        } catch (IOException e) {
            System.err.println("读取失败: " + e.getMessage());
        }
    }
}

逐字节 read() 适合小文件或仅需「扫一遍」的场景；大文件更推荐按块读取（见示例 2）。

示例 2：按字节数组读取（推荐）

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;

public class ReadFileByBuffer {
    public static void main(String[] args) {
        byte[] buffer = new byte[8192];  // 8KB 一块，按块读减少系统调用次数
        try (FileInputStream in = new FileInputStream("data/hello.txt")) {
            int len;
            while ((len = in.read(buffer)) != -1) {
                // len 为本轮实际读到的字节数，可能小于 buffer.length
                processBytes(buffer, 0, len);
            }
        } catch (IOException e) {
            System.err.println("读取失败: " + e.getMessage());
        }
    }

    private static void processBytes(byte[] b, int off, int len) {
        // 例如：写入另一流、解析协议、或按需转成字符串（需指定编码）
        System.out.write(b, off, len);
    }
}

提示

大文件读写应使用 read(byte[] b) / write(byte[] b) 配合合理大小的数组（如 4KB–64KB），避免逐字节导致性能差。需要更高性能时可使用 缓冲流。

示例 3：用 FileOutputStream 写入文件

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class WriteFileDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 第二个参数 true 表示追加，默认 false 会覆盖原文件
        try (FileOutputStream out = new FileOutputStream("output/result.bin", false)) {
            byte[] data = { 0x48, 0x65, 0x6C, 0x6C, 0x6F };  // "Hello" 的 ASCII
            out.write(data);
            out.write('\n');
            // FileOutputStream 一般无需 flush，close 时会写入
        } catch (IOException e) {
            System.err.println("写入失败: " + e.getMessage());
        }
    }
}

示例 4：文件复制（字节流 + try-with-resources）

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class CopyFileDemo {
    public static void copy(String src, String dest) throws IOException {
        try (FileInputStream in = new FileInputStream(src);
             FileOutputStream out = new FileOutputStream(dest)) {
            byte[] buffer = new byte[8192];
            int len;
            while ((len = in.read(buffer)) != -1) {
                out.write(buffer, 0, len);  // 只写出本轮读到的 len 个字节
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        try {
            copy("data/source.dat", "output/copy.dat");
            System.out.println("复制完成");
        } catch (IOException e) {
            System.err.println("复制失败: " + e.getMessage());
        }
    }
}

注意

read(buffer) 返回的 len 可能小于 buffer.length，写盘时必须用 write(buffer, 0, len)，若写成 write(buffer) 会把数组中未读入的旧数据也写出，造成错误。

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注意事项

注意

字节流操作会抛出受检异常 IOException（如文件不存在、无权限、磁盘满）。必须用 try-catch 处理或在方法上 throws IOException，否则无法通过编译。

注意

必须关闭流。未关闭的流会占用文件句柄和系统资源，导致「打开文件过多」等错误。推荐使用 try-with-resources，在 try 块结束时自动调用 close()。

易错点	说明
read() 返回值	read() 返回 int：0–255 表示一个字节，-1 表示结束；不要当作 byte 直接比较。
write(buffer) 与 len	按块读写时，写出时要用 write(buffer, 0, len)，不要写出整个数组。
文本与编码	字节流不处理字符编码；处理文本文件且需按字符/行操作时，应使用 字符流。
覆盖与追加	FileOutputStream(path) 会覆盖原文件；FileOutputStream(path, true) 为追加模式。

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相关链接

• File 类与文件操作 — 路径与文件元数据，字节流读写前常需配合使用
• 字符流 — Reader/Writer，按字符处理文本
• 缓冲流与包装流 — BufferedInputStream/BufferedOutputStream，提升读写性能
• 异常处理 — try-catch、throws、try-with-resources
• Oracle Java 教程 - I/O Streams