雜記六：Java IO之位元組流、字元流、緩衝流
在程式中所有的資料都是以流的方式進行傳輸或儲存的，程式需要資料的時候要使用輸入流讀取資料，而當程式需要將一些資料儲存起來的時候，就要使用輸出流完成。
1、流的特點
- 先進先出：最先寫入輸出流的資料最先被輸入流讀取到。
- 順序存取：可以一個接一個地往流中寫入一串位元組，讀出時也將按寫入順序讀取一串位元組，不能隨機訪問中間的資料。（RandomAccessFile除外）
- 只讀或只寫：每個流只能是輸入流或輸出流的一種，不能同時具備兩個功能，輸入流只能進行讀操作，對輸出流只能進行寫操作。在一個數據傳輸通道中，如果既要寫入資料，又要讀取資料，則要分別提供兩個流。
2、位元組流、字元流和緩衝流的區別
位元組流：位元組流操作的單元是資料單元是8位的位元組。位元組流一般用來處理影象、視訊、音訊、PPT、Word等型別的檔案。位元組流本身沒有緩衝區，緩衝位元組流相對於位元組流，效率提升非常高。
字元流：字元流操作的是資料單元為16位的字元。字元流一般用於處理純文字型別的檔案，如TXT檔案等，但不能處理影象視訊等非文字檔案。字元流本身就帶有緩衝區，緩衝字元流相對於字元流效率提升就不是那麼大了。
Java中字元是採用Unicode標準，Unicode編碼中，一個英文為一個位元組，一箇中文為兩個位元組。而在UTF-8編碼中，一箇中文字元是3個位元組。如果使用位元組流處理中文，一次讀寫一個字元對應的位元組數就不會有問題，一旦將一個字元對應的位元組分裂開來，就會出現亂碼了。為了更方便地處理中文這些字元，Java才推出了字元流。
緩衝流：我們知道，程式與磁碟的互動相對於記憶體運算是很慢的，容易成為程式的效能瓶頸。減少程式與磁碟的互動，是提升程式效率一種有效手段。緩衝流，就應用這種思路：普通流每次讀寫一個位元組，而緩衝流在記憶體中設定一個快取區，緩衝區先儲存足夠的待操作資料後，再與記憶體或磁碟進行互動。這樣，在總資料量不變的情況下，通過提高每次互動的資料量，減少了互動次數。
3、常用的流相關類
3.1 位元組流：FileInputStream、FileOutputStream
效率較低，不建議使用
public class IOTest {
public static void main(String[] 3.2 緩衝位元組流：BufferedInputStream、BufferedOutputStream
緩衝位元組流是為高效率而設計的，真正的讀寫操作還是靠FileOutputStream和FileInputStream，所以其構造方法入參是這兩個類的物件也就不奇怪了。
public class IOTest {
public static void main(String[] args) throws IOException {
File file = new File("D:/test.txt");
write(file);
System.out.println(read(file));
}
public static void write(File file) throws IOException {
// 緩衝位元組流，提高了效率
BufferedOutputStream bis = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(file, true));
// 要寫入的字串
String string = "慟哭六軍俱縞素，衝冠一怒為紅顏。";
// 寫入檔案
bis.write(string.getBytes());
// 關閉流
bis.close();
}
public static String read(File file) throws IOException {
BufferedInputStream fis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(file));
// 一次性取多少個位元組
byte[] bytes = new byte[1024];
// 用來接收讀取的位元組陣列
StringBuilder sb = new StringBuilder();
// 讀取到的位元組陣列長度，為-1時表示沒有資料
int length = 0;
// 迴圈取資料
while ((length = fis.read(bytes)) != -1) {
// 將讀取的內容轉換成字串
sb.append(new String(bytes, 0, length));
}
// 關閉流
fis.close();
return sb.toString();
}
}
3.3 字元流：InputStreamReader、OutputStreamWriter
字元流適用於文字檔案的讀寫，OutputStreamWriter類其實也是藉助FileOutputStream類實現的，故其構造方法是FileOutputStream的物件
public class IOTest {
public static void main(String[] args) throws IOException {
File file = new File("D:/test.txt");
write(file);
System.out.println(read(file));
}
public static void write(File file) throws IOException {
// OutputStreamWriter可以顯示指定字符集，否則使用預設字符集
OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(file, true), "UTF-8");
// 要寫入的字串
String string = "慟哭六軍俱縞素，衝冠一怒為紅顏。";
osw.write(string);
osw.flush();
osw.close();
}
public static String read(File file) throws IOException {
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream(file), "UTF-8");
// 字元陣列：一次讀取多少個字元
char[] chars = new char[1024];
// 每次讀取的字元陣列先append到StringBuilder中
StringBuilder sb = new StringBuilder();
// 讀取到的字元陣列長度，為-1時表示沒有資料
int length;
// 迴圈取資料
while ((length = isr.read(chars)) != -1) {
// 將讀取的內容轉換成字串
sb.append(chars, 0, length);
}
// 關閉流
isr.close();
return sb.toString();
}
}
3.4 便攜字元流：FileWriter、FileReader
Java提供了FileWriter和FileReader簡化字元流的讀寫，new FileWriter等同於new
OutputStreamWriter(new FileOutputStream(file, true))
public class IOTest {
public static void main(String[] args) throws IOException {
File file = new File("D:/test.txt");
write(file);
System.out.println(read(file));
}
public static void write(File file) throws IOException {
FileWriter fw = new FileWriter(file, true);
// 要寫入的字串
String string = "慟哭六軍俱縞素，衝冠一怒為紅顏。";
fw.write(string);
fw.flush();
fw.close();
}
public static String read(File file) throws IOException {
FileReader fr = new FileReader(file);
// 一次性取多少個位元組
char[] chars = new char[1024];
// 用來接收讀取的位元組陣列
StringBuilder sb = new StringBuilder();
// 讀取到的位元組陣列長度，為-1時表示沒有資料
int length;
// 迴圈取資料
while ((length = fr.read(chars)) != -1) {
// 將讀取的內容轉換成字串
sb.append(chars, 0, length);
}
// 關閉流
fr.close();
return sb.toString();
}
}
3.5 緩衝字元流：BufferedReader、BufferedWriter
public class IOTest {
public static void main(String[] args) throws IOException {
File file = new File("D:/test.txt");
write(file);
System.out.println(read(file));
}
public static void write(File file) throws IOException {
// BufferedWriter fw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(new
// FileOutputStream(file, true), "UTF-8"));
// FileWriter可以大幅度簡化程式碼
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter(file, true));
// 要寫入的字串
String string = "慟哭六軍俱縞素，衝冠一怒為紅顏。";
bw.flush();
bw.write(string);
bw.close();
}
public static String read(File file) throws IOException {
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(file));
// 用來接收讀取的位元組陣列
StringBuilder sb = new StringBuilder();
// 按行讀資料
String line;
// 迴圈取資料
while ((line = br.readLine()) != null) {
// 將讀取的內容轉換成字串
sb.append(line);
}
// 關閉流
br.close();
return sb.toString();
}
}
關於flush
flush是將緩衝區的資料強制寫入，其實在close的時候，也會進行一次flush的，因此close之前其實可以不用專門做flush的。但是在某些情況下，流比較大，在寫的過程中，可以進行階段性的flush。flush只在輸出流中使用。
字元流自帶緩衝區，在使用字元流進行輸出，又沒有close關閉流時，若想先輸出前面的內容或者釋放緩衝區，就得使用flush將緩衝區內容寫到檔案中。
位元組流沒有緩衝區，所以不需要flush。但BufferedOutputStream是個特例，它是帶緩衝區的位元組流，它的緩衝區每8192個位元組就會將內容輸出一次。如果緩衝區內容不到8192個位元組，又想輸出的時候，就得使用flush方法。
關於緩衝字元流
因為字元流自帶緩衝區，所以緩衝字元流對於普通字元流的效能提升並不明顯。我們使用緩衝字元流主要是想使用它的**readLine()、newLine()**方法。