从IO到字符流：Java Writer是如何提高文件读写效率的？

原创

喵手

发布于 2023-11-12 11:02:24

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文章被收录于专栏：Java进阶实战Java进阶实战

哈喽，各位小伙伴们，你们好呀，我是喵手。

今天我要给大家分享一些自己日常学习到的一些知识点，并以文字的形式跟大家一起交流，互相学习，一个人虽可以走的更快，但一群人可以走的更远。

我是一名后端开发爱好者，工作日常接触到最多的就是Java语言啦，所以我都尽量抽业余时间把自己所学到所会的，通过文章的形式进行输出，希望以这种方式帮助到更多的初学者或者想入门的小伙伴们，同时也能对自己的技术进行沉淀，加以复盘，查缺补漏。

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前言

在Java程序开发中，我们经常需要将数据输出到文件或者网络中，Writer类就是Java的一种输出字符流，它可以将字符按照一定的编码方式（如UTF-8、GBK）输出到文件或者网络中。

摘要

在本篇文章中，我们将会对Java中的Writer类进行详细的介绍。我们将会从源代码解析、应用场景案例、优缺点分析、类代码方法介绍、测试用例等多个方面进行介绍，帮助读者更好地了解和应用Writer类。

Writer类

简介

Java中的Writer类是一个抽象类，它是所有字符输出流的基类。它提供了写入字符流的通用的方法，包括写入单个字符、字符数组、字符串、换行符等。Writer类还提供了一些缓冲区的操作，可以减少磁盘I/O的次数，提高写入效率。

Writer类主要包含以下几个常用的方法：

write(char c)：写入单个字符。
write(char[] cbuf)：写入字符数组。
write(String str)：写入字符串。
flush()：将缓冲区的内容写入到输出流中。
close()：关闭输出流。
append()：添加字符或字符串到输出流中。

使用Writer类时，一般需要创建一个子类来实现具体的写操作，例如FileWriter、CharArrayWriter等。具体实现时，我们需要注意设置编码方式，避免出现中文乱码等问题。

源代码解析

Writer类是Java中用于输出字符流的一个抽象类，它的继承层次结构如下图所示：

在Java中，Writer类是Writer类层次结构的一部分。这个继承层次结构用于将字符写入各种输出目标，如文件、管道和缓冲区等。

以下是Writer类的继承层次结构：

java.lang.Object
    java.io.Writer
        java.io.BufferedWriter
        java.io.CharArrayWriter
        java.io.FilterWriter
            java.io.OutputStreamWriter
            java.io.PrintWriter
            java.io.StringWriter

除了Writer类本身外，层次结构中的其他类具有各自的特定功能。例如，BufferedWriter类允许您以缓冲方式写入字符，从而提高性能。CharArrayWriter类允许您将字符写入字符数组，而不是写入文件或管道。PrintWriter类允许您将格式化的数据写入输出流。

Writer类中定义了很多抽象方法，如void write(char[] cbuf, int off, int len)，表示将字符数组cbuf从下标off到下标off+len-1的字符输出到输出流中。除了抽象方法外，Writer类中还提供了很多实现方法，如void write(String str)，表示将字符串str输出到输出流中，默认采用UTF-8编码方式。

在Writer类中，还有一个非常重要的方法void flush()，表示将缓冲区中的数据强制输出到输出流中。而void close()方法则表示关闭输出流，释放资源。

应用场景案例

Writer类经常被用于将数据输出到文件或者网络中，比如我们可以使用FileWriter类将字符串输出到文件中：

package com.example.javase.io.fileProject;

import java.io.File;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

/**
 * @Author 喵手
 * @Date 2023-10-18 20:53
 */
public class WriterTest {

    public static void main(String[] args) {
        String str = "Hello, world!";
        File file = new File("testDoc.txt");
        try (FileWriter writer = new FileWriter(file)) {
            writer.write(str);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

如下是上述案例执行结果：

在这个例子中，我们使用了try-with-resources语句，自动关闭了输出流。

另外，我们也可以使用BufferedWriter类来进行输出，其实现方式如下：

    public static void testWriter_2() {
        String str = "Hello, world!!!!";
        File file = new File("testDoc.txt");
        try (BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new FileWriter(file))) {
            writer.write(str);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        testWriter_2();
    }

在这个例子中，我们使用了BufferedWriter类来进行输出，它会自动进行缓存，提高输出效率。

如下是上述案例执行结果：

优缺点分析

Writer类的使用有以下优点：

提供了丰富的方法，可以输出不同格式的数据；
支持多种编码方式；
可以使用不同的子类来实现不同的输出。

但是Writer类也有一些缺点：

由于是抽象类，无法直接使用，需要通过其子类来实现；
如果使用不当，可能会导致文件数据丢失或者损坏。

类代码方法介绍

Writer类中比较常用的方法有：

void write(char[] cbuf, int off, int len): 将字符数组cbuf从下标off到下标off+len-1的字符输出到输出流中；
void write(int c): 将字符c输出到输出流中；
void write(String str): 将字符串str输出到输出流中；
void flush(): 将缓冲区中的数据强制输出到输出流中；
void close(): 关闭输出流，释放资源。

测试用例

我们可以编写以下测试用例来测试Writer类：

    public static void testWriter_3() {
        String str = "Hello, world!!!!!!!";
        File file = new File("testDoc.txt");
        try (BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new FileWriter(file))) {
            writer.write(str);
            writer.flush();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(file))) {
            String content = reader.readLine();
            System.out.println("content:"+content);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }


    public static void main(String[] args) {
        testWriter_3();
    }