文件流是最常用的 IO 流之一，用于从文件读取字节或向文件写入字节。文件流本身只关心字节，不理解文本编码，也不提供额外缓冲能力。

1. FileInputStream

FileInputStream 用于从文件读取原始字节。

try (FileInputStream input = new FileInputStream("data.bin")) {
    byte[] buffer = new byte[8192];
    int len;
    while ((len = input.read(buffer)) != -1) {
        // process buffer[0, len)
    }
}

适用场景：

• 读取图片、音频、视频。
• 读取压缩包。
• 读取任意二进制文件。
• 作为其他处理流的底层节点流。

2. FileOutputStream

FileOutputStream 用于向文件写入原始字节。

byte[] data = "hello".getBytes(StandardCharsets.UTF_8);

try (FileOutputStream output = new FileOutputStream("data.txt")) {
    output.write(data);
}

默认情况下，如果目标文件已存在，会覆盖原文件。

如果希望追加写入，可以使用追加模式：

try (FileOutputStream output = new FileOutputStream("app.log", true)) {
    output.write("new log\n".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
}

3. 文件复制

传统文件流复制：

try (FileInputStream input = new FileInputStream("source.dat");
     FileOutputStream output = new FileOutputStream("target.dat")) {

    byte[] buffer = new byte[8192];
    int len;
    while ((len = input.read(buffer)) != -1) {
        output.write(buffer, 0, len);
    }
}

现代代码更推荐：

Files.copy(Path.of("source.dat"), Path.of("target.dat"), StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);

Files.copy 可读性更好，也减少手写循环出错的概率。

4. 文件流没有缓冲

FileInputStream 和 FileOutputStream 直接面向文件描述符，频繁小块读写性能不理想。生产代码中经常用缓冲流包装：

try (InputStream input = new BufferedInputStream(new FileInputStream("source.dat"));
     OutputStream output = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("target.dat"))) {

    byte[] buffer = new byte[8192];
    int len;
    while ((len = input.read(buffer)) != -1) {
        output.write(buffer, 0, len);
    }
}

5. 常见异常

使用文件流时常见异常包括：

• FileNotFoundException：文件不存在、路径错误、没有权限、目标是目录。
• AccessDeniedException：使用 NIO API 时常见，表示权限不足。
• IOException：读取、写入或关闭过程中发生底层 IO 错误。

不要简单吞掉异常，至少要记录文件路径、操作类型、异常栈，方便排查。

6. 生产实践建议

• 文本读写不要直接使用文件流，除非你明确处理编码。
• 大文件复制优先考虑 Files.copy、FileChannel.transferTo。
• 频繁小写入时一定要加缓冲。
• 不要忘记关闭文件流，否则可能导致文件描述符泄漏。
• 写关键文件时要考虑临时文件、刷盘、原子移动，避免写一半失败导致文件损坏。

专家实践清单

场景	推荐方式	原因
小文件复制	Files.copy	语义清晰，错误处理完整
中大文件顺序读写	文件流 + 缓冲区	控制内存占用
文本文件	Files.newBufferedReader	文件流本身不处理编码
高效搬运	FileChannel.transferTo	可利用零拷贝能力
关键配置写入	临时文件 + 原子移动	避免半写入

文件流的角色：

磁盘文件
  │
  ▼
FileInputStream / FileOutputStream
  │ 原始字节
  ▼
缓冲、转换、解析、业务处理

Tips 快问快答

Q：文件流属于节点流还是处理流？ A：节点流，直接连接磁盘文件。

Q：文件流是否自带缓冲？ A：不自带，高频读写通常要包装缓冲流或使用 Files 便捷 API。

Q：文件流能处理字符编码吗？ A：不能。它只处理字节，文本编码要交给转换流或字符流。

Q：FileOutputStream 默认是覆盖还是追加？ A：默认覆盖；构造器传 append=true 时才追加。

Q：为什么写文件可能出现半文件？ A：进程崩溃、磁盘满、权限异常等可能发生在写入中途。

Q：文件流忘记关闭有什么后果？ A：文件句柄泄漏，可能导致文件无法删除、句柄耗尽或数据未刷新。

Q：大文件复制一定要手写循环吗？ A：不一定，Files.copy、FileChannel.transferTo 经常更合适。

Q：文件流适合直接暴露给上层业务吗？ A：通常不适合，应封装资源关闭、异常上下文和边界校验。

7. 总结

文件流是连接磁盘文件的基础节点流。它简单、直接、通用，但只处理字节，不处理编码，也不自带缓冲。日常开发中通常把文件流作为底层能力，再配合缓冲流、转换流或 NIO 工具类使用。