Java IO（五）——字符流进阶及BufferedWriter、BufferedReader

一、字符流和字节流的区别

拿一下上一篇文章的例子：

package com.demo.io;

import java.io.File;
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.Reader;
import java.io.Writer;

public class FileReaderWriterTest {

    public static void main(String[] args) throws Exception{
        File file = new File("D:/Files/writer.txt");
        Writer out = new FileWriter(file);
        // 声明一个String类型对象
        String str = "Hello World!!!";
        out.write(str);
        out.close();
        
        //读文件操作
        Reader in = new FileReader(file);
        // 开辟一个空间用于接收文件读进来的数据
        char c0[] = new char[1024];
        int i = 0;
        // 将c0的引用传递到read()方法之中，同时此方法返回读入数据的个数
        i = in.read(c0);
        in.close();
        if(i==-1){
            System.out.println("文件中无数据");
        }else{
            System.out.println(new String(c0,0,i));
        }
    }
}

第17行"out.close()"注释掉可以看一下效果，"writer.txt"一定是空的，控制台上输出的是"文件中无数据"，说明一下原因。

字符流和字节流非常相似，但也有区别，从网上找了一张图：

从图上看，字符流和字节流最大的区别在于，字节流在操作时本身不会用到缓冲区（内存），是文件本身直接操作的，而字符流操作时使用了缓冲区，通过缓冲区再操作文件。这也解释了上面程序的那个问题，为什么不对资源进行close()就无法写入文件的原因。因为在关闭字符流时会强制性地将缓冲区中的内容进行输出，但是如果没有关闭，缓冲区中的内容是无法输出的。

什么是缓冲区？简单理解，缓冲区就是一块特殊的内存区域。为什么要使用缓冲区？因为如果一个程序频繁操作一个资源（文件或数据库），则性能会很低，为了提升性能，就可以将一部分数据暂时读入到内存的一块区域之中，以后直接从此区域读取数据即可，因为读取内存的速度要快于读取磁盘中文件内容的速度。

在字符流的操作中，所有的字符都是在内存中形成的，在输出前会将所有的内容暂时保存在内存之中，所以使用了缓冲区。

如果不想在关闭时再输出字符流的内容也行，使用Writer的flush()方法就可以了。

二、字符流的原理

Java支持字符流和字节流，字符流本身就是一种特殊的字节流，之所以要专门有字符流，是因为Java中有大量对于字符的操作，所以专门有字符流。字节流和字符流的转换是以InputStreamReader和OutputStreamWriter为媒介的，InputStreamReader可以将一个字节流中的字节解码成字符，OutputStreamWriter可以将写入的字符编码成自节后写入一个字节流。

InputStreamReader中的解码字节，是由StreamDecoder完成的，StreamDecoder是Reader的实现类，定义在InputStreamReader的开头：

public class InputStreamReader extends Reader {

    private final StreamDecoder sd;

同样，OutputStreadWriter中的编码字节，是由StreamEncoder完成的，StreamEncoder是Writer的实现类，定义在OutputStreamWriter的开头：

public class OutputStreamWriter extends Writer {

    private final StreamEncoder se;

假如不对StreamDecoder和StreamEncoder指定Charset编码格式，将使用本地环境中的默认字符集，例如中文环境中将使用GBK编码。

InputStreamReader有两个主要的构造函数：

1、InputStreamReader(InputStream in)

2、InputStreamReader(InputStream in, String charsetName)

OutputStreamWriter也有两个主要的构造函数：

1、OutputStreamWriter(OutputStream out)

2、OutputStreamWriter(OutputStream out, String charsetName)

从构造函数就可以看出，字符流是利用字节流实现的。InputStreamReader和OutputStreamWriter的两个构造函数的区别在于，一个是使用的默认字符集，一个可以指定字符集名称。其实FileReader和FileWriter可以看一下源码，很简单，只有构造函数，里面都是分别根据传入的文件绝对路径或者传入的File实例，new出FileInputStream和FileOutputStream，在调用InputStreamReader和OutputStreamWriter的构造方法。这么做，帮助开发者省去了实例化FileInputStream和FileOutputStream的过程，让开发者可以直接以fileName或file作为构造函数的参数。

三、BufferedWriter、BufferedReader

为了达到最高的效率，避免频繁地进行字符与字节之间的相互转换，最好不要直接使用FileReader和FileWriter这两个类进行读写，而使用BufferedWriter包装OutputStreamWriter，使用BufferedReader包装InputStreamReader。同样，在D盘Files文件夹下没有"buffered"这个文件，代码示例为：

package com.demo.io;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.File;
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.Reader;
import java.io.Writer;

public class BufferedWriterReaderTest {
    
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        File file = new File("D:/Files/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();
        }    
    }
}

运行一下，首先D盘Files文件夹下多出了"buffered.txt"这个文件，文件中的内容为：

然后看一下控制台的输出结果：

1234
2345
3456

4567

没什么问题，输出了文件中的内容。注意两点：

1、利用BufferedWriter进行写操作，写入的内容会放在缓冲区内，直到遇到close()、flush()的时候才会将内容一次性写入文件。另外注意close()的顺序，一定要先关闭BufferedWriter，再关闭Writer，不可以倒过来，因为BufferedWriter的写操作是通过Writer的write方法写的，如果先关闭Writer的话，就无法将缓冲区内的数据写入文件了，会抛出异常。

2、利用BufferedReader进行读操作，不可以用父类Reader指向它，因为readLine()这个方法是BufferedReader独有的，readLine()的作用是逐行读取文件中的内容。