类 FileStream

1. 类 FileStream：分块操作

你可以把FileStream想象成一根直接连到你硬盘文件的水管。通过这根管子你可以有节奏地传输数据：往文件里写字节（写入）或者从文件里读字节（读取）。和那些高级方法只给你“一杯水”不同，FileStream直接让你拧水龙头，想放多少水（字节）自己说了算。

FileStream是字节级别的。这意思就是它根本不关心你是文本还是图片；对它来说，一切都是字节流。如果你用FileStream操作文本文件，你得自己把字符串转成字节（用编码，比如UTF-8）写进去，读出来时再转回字符串。

什么时候一定要用FileStream？

• 处理超大文件：当文件大到根本没法或者没必要一次性读进内存（比如几G的日志、视频文件）。FileStream可以分块读写数据，内存用得更高效。
• 二进制数据：如果你搞的不是普通文本（比如图片、音频、视频、序列化对象、数据库文件），FileStream就是你的主力，因为它能直接操作字节。
• 精细控制访问模式：你想同时读*和*写？或者想让别的程序根本打不开这个文件？还是想让多个进程一起读？FileStream都能让你完全掌控这些模式。
• 异步操作：在现代高性能应用（比如web服务器）里，文件操作不能卡主主线程很重要。FileStream支持异步方法（ReadAsync、WriteAsync），让你的程序一直很灵活。
• 部分读写或随机访问：你想从文件某个位置（比如500字节处）读数据，或者往文件中间写？FileStream可以让你随意移动文件指针。

新手常犯的错：用FileStream去做最简单的事，比如往小文件里写一行文本。这种场景用它就太重了。FileStream适合更复杂、更特殊的需求。

2. 创建和打开FileStream

想用FileStream操作文件，得先new一个实例。构造函数有几个重要参数，决定你怎么和文件打交道。

using System;
using System.IO;   // 用FileStream必须加这个
using System.Text; // 处理编码（字符串和字节互转）

用FileStream基础读取文本文件的例子：

先创建个文件，方便后面读取。

// 创建一个简单的文本文件做演示
string path = "example_filestream.txt";

// 打开流准备读取
FileStream fs = new FileStream(path, FileMode.Open, FileAccess.Read);

// 创建缓冲区（字节数组）临时存读取到的数据
byte[] buffer = new byte[fs.Length];

// 从流里读字节到缓冲区
int bytesRead = fs.Read(buffer, 0, buffer.Length);

// 用指定编码（比如UTF-8）把字节转回字符串
string content = Encoding.UTF8.GetString(buffer, 0, bytesRead);
Console.WriteLine("通过FileStream从文件读取到: " + content);

fs.Close(); //关闭流

主要参数

• FileMode：怎么打开文件（Open、Create、Append、OpenOrCreate等）
• FileAccess：对文件做什么（Read、Write、ReadWrite）
• FileShare：别的进程能不能同时用这个文件（一般简单场景用不到）

常见错误：如果你忘了关闭FileStream，文件可能会“被锁住”——你之后删不了也打不开！

3. FileStream构造函数参数

FileStream的构造函数可以很细致地设置你想怎么打开文件。主要参数如下：

new FileStream(
    string path,           // 文件路径（绝对或相对）
    FileMode mode,         // 怎么打开文件（创建、打开、覆盖等）
    FileAccess access,     // 允许什么操作（只读、只写、读写）
    FileShare share        // 别的进程怎么访问这个文件（可选）
);

下面来看看FileMode和FileAccess枚举的取值：

FileMode（文件打开模式）：

决定操作系统打开文件时怎么处理。

• FileMode.Open：打开已存在的文件。如果找不到文件，会抛出FileNotFoundException。
• FileMode.Create：创建新文件。如果同名文件已存在，会完全覆盖（内容全没了）。

FileAccess（文件访问权限）：

决定你程序对打开的文件能做什么。

• FileAccess.Read：文件只可读，不能写。
• FileAccess.Write：文件只可写，不能读。
• FileAccess.ReadWrite：文件可读可写。最灵活，但你得自己管理流的位置。

FileShare（共享访问）：

决定别的进程在你程序打开文件时能不能也打开。很重要，能防止锁死。

• FileShare.Read：别的进程可以读文件，但不能写。
• FileShare.Write：别的进程可以写文件，但不能读。
• FileShare.ReadWrite：别的进程可以读写文件。最开放，但如果多个程序同时改文件可能会冲突。

更多模式细节下节课讲。

4. 用FileStream读写数据

用FileStream时，你操作的都是字节。这意味着处理文本时要用编码类（比如System.Text.Encoding.UTF8）把字符串和字节数组互转。

用FileStream写数据到文件

写数据时，你先把数据（比如字符串）转成字节数组，再写进流。

string outputPath = "user_data.txt";
string userName = "伊万 彼得罗夫";

// 用UTF-8编码把字符串转成字节数组
byte[] userNameBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(userName);

// 打开FileStream准备写入
FileStream fsWrite = new FileStream(outputPath, FileMode.Create, FileAccess.Write);

// 把字节数组写进流
fsWrite.Write(userNameBytes, 0, userNameBytes.Length);
Console.WriteLine($"名字 '{userName}' 已成功写入文件 '{outputPath}'。");

fsWrite.Close(); //关闭流

用FileStream从文件读数据

读数据时，你把字节读到缓冲区，再转成你想要的格式（比如字符串）。

string inputPath = "user_data.txt";

// 打开FileStream准备读取
FileStream fsRead = new FileStream(inputPath, FileMode.Open, FileAccess.Read);

// 创建和文件一样大的缓冲区
byte[] buffer = new byte[fsRead.Length];

// 从流里读字节到缓冲区
int bytesRead = fsRead.Read(buffer, 0, buffer.Length);

// 把读到的字节转成字符串
string loadedUserName = Encoding.UTF8.GetString(buffer, 0, bytesRead);
Console.WriteLine($"通过FileStream从文件读取到名字: {loadedUserName}");

fsRead.Close(); //关闭流

5. 操作大文件

FileStream比File.ReadAll...系列方法最大的优势就是能分块读写，这对内存装不下的大文件特别重要。

分块读取大文件

分块读文件时，你用固定大小的缓冲区（字节数组），每次读一块，直到文件结尾。

string bigFilePath = "bigfile.bin";     //大文件
int bufferSize = 4096;                  // 缓冲区大小，比如4KB
byte[] buffer = new byte[bufferSize];   // 创建缓冲区
int bytesRead;                          // 实际读到的字节数
long totalBytesRead = 0;                // 总共读了多少字节

// 打开流
FileStream fs = new FileStream(bigFilePath, FileMode.Open, FileAccess.Read);
int chunkNumber = 1;

// 只要fs.Read()返回正数就继续循环
while ((bytesRead = fs.Read(buffer, 0, buffer.Length)) > 0)
{
    totalBytesRead += bytesRead;
    Console.WriteLine($"第{chunkNumber++}块: 读了{bytesRead}字节。总共: {totalBytesRead}字节。");

    // !!! 这里可以处理每一块读到的数据 !!!
   
}

fs.Close(); //关闭流

重要提示：fs.Read(buffer, offset, count)不保证会把buffer填满。它返回实际读到的字节数，可能比count小（尤其到文件结尾时）。一定要用bytesRead的返回值来正确处理数据。

分块写入大数据

和读一样，你也可以分块把大量数据写进文件。

string bigOutputPath = "big_output.txt";
string longText = new string('A', 1_000_000); // 一百万个'A'的字符串
byte[] longTextBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(longText);
int writeBufferSize = 1024; // 每次写1KB

// FileMode.Create: 创建文件
FileStream fsWrite = new FileStream(bigOutputPath, FileMode.Create, FileAccess.Write);

for (int i = 0; i < longTextBytes.Length; i += writeBufferSize)
{
    // 计算本次要写多少字节
    int bytesToWrite = Math.Min(writeBufferSize, longTextBytes.Length - i);

    // 从longTextBytes的i位置开始写bytesToWrite个字节
    fsWrite.Write(longTextBytes, i, bytesToWrite);
    Console.WriteLine($"写入了{bytesToWrite}字节");
}

fsWrite.Close(); //关闭流

6. 不容易发现的坑和常见错误

就算用FileStream这么强的工具，也有不少细节要注意：

缓冲和Flush()：前面说过，数据可能会先留在内存缓冲区，没马上写到硬盘。如果你不用using，也没调用Close()/Dispose()，直接让程序结束，数据可能会丢。一定要调用Flush()（或者用using/Close()）保证数据写到磁盘。

异常处理：输入/输出错误（比如磁盘满时的IOException，权限不够时的UnauthorizedAccessException，用Open模式打开不存在的文件时的FileNotFoundException）很常见。所有FileStream操作都要用try-catch包起来。

编码：用FileStream处理文本数据（它只认字节），你得自己选对编码（Encoding.UTF8、Encoding.ASCII、Encoding.Unicode等）把字符串和字节互转。选错编码就会出现乱码。

流位置管理：用Seek()时，参数offset和origin要小心，别跳到文件外面或者奇怪的位置。

文件锁（FileShare）：如果你用FileShare.None打开文件，别的进程就打不开它。如果别的程序（甚至你自己程序的另一个线程）想用同一个文件就会出问题。一定要选合适的FileShare模式。