Java IO6：字元流進階及BufferedWriter、BufferedReader

五月的倉頡發表於2015-10-18
Java字元

字元流和位元組流的區別

拿一下上一篇文章的例子：

 1 public static void main(String[] args) throws Exception
 2 {
 3     File file = new File("D:/writer.txt");
 4     Writer out = new FileWriter(file);
 5     // 宣告一個String型別物件
 6     String str = "Hello World!!!";
 7     out.write(str);
 8     out.close();
 9         
10     // 讀檔案操作
11     Reader in = new FileReader(file);
12     // 開闢一個空間用於接收檔案讀進來的資料
13     char c0[] = new char[1024];
14     int i = 0;
15     // 將c0的引用傳遞到read()方法之中，同時此方法返回讀入資料的個數
16     i = in.read(c0);
17     in.close();
18         
19     if (-1 == i)
20     {
21         System.out.println("檔案中無資料");
22     }
23     else
24     {
25         System.out.println(new String(c0, 0, i));
26     }
27 }

第8行"out.close()"註釋掉可以看一下效果，"writer.txt"一定是空的，控制檯上輸出的是"檔案中無資料"，說明一下原因。

字元流和位元組流非常相似，但也有區別，從網上找了一張圖：

、

從圖上看，字元流和位元組流最大的區別在於，位元組流在操作時本身不會用到緩衝區（記憶體），是檔案本身直接操作的，而字元流操作時使用了緩衝區，通過緩衝區再操作檔案。這也解釋了上面程式的那個問題，為什麼不對資源進行close()就無法寫入檔案的原因。因為在關閉字元流時會強制性地將緩衝區中的內容進行輸出，但是如果沒有關閉，緩衝區中的內容是無法輸出的。

什麼是緩衝區？簡單理解，緩衝區就是一塊特殊的記憶體區域。為什麼要使用緩衝區？因為如果一個程式頻繁操作一個資源（檔案或資料庫），則效能會很低，為了提升效能，就可以將一部分資料暫時讀入到記憶體的一塊區域之中，以後直接從此區域讀取資料即可，因為讀取記憶體的速度要快於讀取磁碟中檔案內容的速度。

在字元流的操作中，所有的字元都是在記憶體中形成的，在輸出前會將所有的內容暫時儲存在記憶體之中，所以使用了緩衝區。

如果不想在關閉時再輸出字元流的內容也行，使用Writer的flush()方法就可以了。

 

字元流的原理

Java支援字元流和位元組流，字元流本身就是一種特殊的位元組流，之所以要專門有字元流，是因為Java中有大量對於字元的操作，所以專門有字元流。位元組流和字元流的轉換是以InputStreamReader和OutputStreamWriter為媒介的，InputStreamReader可以將一個位元組流中的位元組解碼成字元，OutputStreamWriter可以將寫入的字元編碼成自節後寫入一個位元組流。

InputStreamReader中的解碼位元組，是由StreamDecoder完成的，StreamDecoder是Reader的實現類，定義在InputStreamReader的開頭：

public class InputStreamReader extends Reader {

    private final StreamDecoder sd;

同樣，OutputStreadWriter中的編碼位元組，是由StreamEncoder完成的，StreamEncoder是Writer的實現類，定義在OutputStreamWriter的開頭：

public class OutputStreamWriter extends Writer {

    private final StreamEncoder se;

假如不對StreamDecoder和StreamEncoder指定Charset編碼格式，將使用本地環境中的預設字符集，例如中文環境中將使用GBK編碼。

InputStreamReader有兩個主要的建構函式：

1、InputStreamReader(InputStream in)

2、InputStreamReader(InputStream in, String charsetName)

OutputStreamWriter也有兩個主要的建構函式：

1、OutputStreamWriter(OutputStream out)

2、OutputStreamWriter(OutputStream out, String charsetName)

從建構函式就可以看出，字元流是利用位元組流實現的。InputStreamReader和OutputStreamWriter的兩個建構函式的區別在於，一個是使用的預設字符集，一個可以指定字符集名稱。其實FileReader和FileWriter可以看一下原始碼，很簡單，只有建構函式，裡面都是分別根據傳入的檔案絕對路徑或者傳入的File例項，new出FileInputStream和FileOutputStream，在呼叫InputStreamReader和OutputStreamWriter的構造方法。這麼做，幫助開發者省去了例項化FileInputStream和FileOutputStream的過程，讓開發者可以直接以fileName或file作為建構函式的引數。

 

BufferedWriter、BufferedReader

為了達到最高的效率，避免頻繁地進行字元與位元組之間的相互轉換，最好不要直接使用FileReader和FileWriter這兩個類進行讀寫，而使用BufferedWriter包裝OutputStreamWriter，使用BufferedReader包裝InputStreamReader。同樣，在D盤下沒有"buffered"這個檔案，程式碼示例為：

public static void main(String[] args) throws Exception
{
    File file = new File("D:/buffered.txt");
    Writer writer = new FileWriter(file);
    BufferedWriter bw = new BufferedWriter(writer);
    bw.write("1234\n");
    bw.write("2345\n");
    bw.write("3456\n");
    bw.write("\n");
    bw.write("4567\n");
    bw.close();
    writer.close();
        
    if (file.exists() && file.getName().endsWith(".txt"))
    {
        Reader reader = new FileReader(file);
        BufferedReader br = new BufferedReader(reader);
        String str = null;
        while ((str = br.readLine())!= null)
        {
            System.out.println(str);
        }
        reader.close();
        br.close();
    }    
}

執行一下，首先D盤下多出了"buffered.txt"這個檔案，檔案中的內容為：

然後看一下控制檯的輸出結果：

1234
2345
3456

4567

沒什麼問題，輸出了檔案中的內容。注意兩點：

1、利用BufferedWriter進行寫操作，寫入的內容會放在緩衝區內，直到遇到close()、flush()的時候才會將內容一次性寫入檔案。另外注意close()的順序，一定要先關閉BufferedWriter，再關閉Writer，不可以倒過來，因為BufferedWriter的寫操作是通過Writer的write方法寫的，如果先關閉Writer的話，就無法將緩衝區內的資料寫入檔案了，會丟擲異常

2、利用BufferedReader進行讀操作，不可以用父類Reader指向它，因為readLine()這個方法是BufferedReader獨有的，readLine()的作用是逐行讀取檔案中的內容

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