Java读取文件

一、文件读取的基本概念

在Java中，文件读取是一项非常基础且重要的操作。文件读取的本质是将硬盘中的文件数据读入到内存中的数据结构中，如Java中的数组或集合。文件读取的目的是为了从文件中获得数据，以便进行后续的数据处理。

在Java中，文件读取可以使用java.io和java.nio包的相关类来实现。java.io包提供了传统的I/O类来进行文件读取，而java.nio包提供了更为高效的NIO（Non-blocking I/O）方式来进行文件读取。

基于传统I/O的文件读取涉及到InputStream、Reader、File、FileReader和BufferedReader等相关类，而基于NIO的文件读取涉及到Channel、ByteBuffer和Selector等相关类。

二、基于传统I/O的文件读取

在Java中，基于传统I/O的文件读取主要涉及到InputStream、Reader、File、FileReader和BufferedReader等相关类。

1. 使用FileReader和BufferedReader读取字符文件

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;

public class ReadFileExample {

    public static void main(String[] args) {

        try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("filename.txt"))) {
            String line = reader.readLine();
            while (line != null) {
                System.out.println(line);
                line = reader.readLine();
            }
        } catch (IOException e) {
            System.err.println("Failed to read file");
        }
    }

}

上述代码使用FileReader和BufferedReader类读取文本文件。BufferedReader提供了一个readLine()方法来读取文件中的每一行数据。同时，使用try-with-resources语句简化了代码，避免了手动关闭文件读取流的情况。

2. 使用InputStream和BufferedReader读取二进制文件

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.IOException;

public class ReadBinaryFileExample {

    public static void main(String[] args) {

        try (BufferedReader reader = new BufferedReader(
                new InputStreamReader(new FileInputStream("filename.bin"), "UTF-8"))) {
            int data = reader.read();
            while (data != -1) {
                System.out.println(data);
                data = reader.read();
            }
        } catch (IOException e) {
            System.err.println("Failed to read binary file");
        }
    }

}

上述代码使用InputStream和BufferedReader类读取二进制文件。这里使用InputStreamReader类将InputStream流转换为字符流，以便进行逐字节读取。同时，需要指定字符编码方式为UTF-8，否则可能会出现乱码。

三、基于NIO的文件读取

在Java中，基于NIO的文件读取主要涉及到Channel、ByteBuffer和Selector等相关类。相比于基于传统I/O的文件读取方式，基于NIO的文件读取方式更为高效，尤其适用于大文件的读取操作。

1. 使用FileChannel和MappedByteBuffer实现基于NIO的文件读取

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;

public class ReadFileUsingNIO {

    public static void main(String[] args) {

        try (FileChannel channel = new FileInputStream("filename.txt").getChannel();) {
            long fileSize = channel.size();
            ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate((int) fileSize);
            channel.read(buffer, 0);
            buffer.flip();
            while (buffer.hasRemaining()) {
                System.out.print((char) buffer.get());
            }
        } catch (IOException e) {
            System.err.println("Failed to read file using NIO");
        }

    }

}

上述代码使用FileChannel和MappedByteBuffer类实现基于NIO的文件读取。FileChannel提供了底层文件操作的方法，MappedByteBuffer类则提供了内存映射操作。

2. 使用FileChannel和ByteBuffer实现基于NIO的文件读取

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;

public class ReadFileUsingNIO2 {

    public static void main(String[] args) {

        try (FileChannel channel = new FileInputStream("filename.txt").getChannel();) {
            long fileSize = channel.size();
            ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate((int) fileSize);
            int bytesRead = channel.read(buffer);
            while (bytesRead != -1) {
                buffer.flip();
                while (buffer.hasRemaining()) {
                    System.out.print((char) buffer.get());
                }
                buffer.clear();
                bytesRead = channel.read(buffer);
            }
        } catch (IOException e) {
            System.err.println("Failed to read file using NIO");
        }

    }

}

上述代码使用FileChannel和ByteBuffer类实现基于NIO的文件读取。ByteBuffer类提供了对数据缓冲区的相关操作。通过逐次读取数据并将数据添加到缓冲区中，最后可以将数据从缓冲区中取出并进行相应处理。

四、文件读取操作中的常见问题

1. 文件路径问题

在Java中，文件读取时需要指定文件的路径。通常情况下，文件的路径要么是相对路径，要么是绝对路径。

当指定相对路径时，Java会根据当前工作目录来寻找文件。如果不指定工作目录，则默认工作目录为执行Java程序的目录。在Eclipse中，默认工作目录为项目目录。因此，在使用相对路径时，需要注意当前Java程序的工作目录。

当指定绝对路径时，Java会直接根据路径查找文件，因此不需要考虑工作目录的问题。

2. 文件编码问题

在Java中，文件以字节流的方式进行读取，因此需要指定相应的字符编码方式。通常情况下，文本文件的编码方式为UTF-8或GBK。

当使用基于传统I/O的文件读取方式时，可以使用InputStreamReader类将字节流转换为字符流，并指定相应的字符编码方式。当使用基于NIO的文件读取方式时，可以直接通过ByteBuffer来读取二进制数据，并根据相应的字符编码方式将其转换为文本数据。

3. 文件关闭问题

由于文件读取是一项涉及到I/O操作的操作，因此需要注意文件关闭问题。通常情况下，可以使用try-with-resources语法糖来自动关闭文件读取流。在Java 7及以上版本中，只要是实现了java.lang.AutoCloseable接口的对象，都可以使用try-with-resource来进行操作，避免手动关闭文件读取流的情况。

五、总结

文件读取是Java编程中非常常见且重要的操作。在Java中，可以使用基于传统I/O的方式，也可以使用基于NIO的方式来进行文件读取。无论使用哪种方式，都需要注意文件路径、文件编码和文件关闭等相关的问题。

Java提供了很多用于文件读取的类和方法，例如InputStream、Reader、File、FileReader、BufferedReader、Channel、ByteBuffer和Selector等。通过学习这些类和方法，可以更加高效地进行文件读取操作。