Java 字节流和字符流，是时候总结一下 IO 流了

[](()什么是 IO 流

=====================================================================

流是一种抽象概念，它代表了数据的无结构化传输（摘自百度百科）。IO 流对应的就是 InPut 和 Output，也就是输入和输出。输入和输出这个概念是针对于应用程序而言，比如当前程序中需要读取文件中的内容，那么这就是输入，而如果需要将应用程序本身的数据发送到其他应用，就对应了输出。

[](()字节流和字符流

根据流的处理方式又可以将流可以分为两种类型：字节流和字符流。

[](()字节流

字节流读取的基本单位为字节，采用的是 ASCII 编码，通常用来处理二进制数据，其顶层抽象类为 InputStream 和 OutputStream，比如上面示例中的 System.in 实际上就是获取到了一个 InputStream 类。

Java 中的流家族非常庞大，提供了非常多的具有不同功能的流，在实际应用中我们可以选择不同的组合达到目的。

[](()字节输入流

下图为字节输入流家族关系示意图：

从上图可以看出这些结构非常清晰，首先是一个最顶层的接口，其次就是一些不同功能的基础流，比如我们最常用的 FileInputStream 就是用来读取文件的，这其中有一个 FilterInputStream 流，这个流主要是用来扩展基础流功能，其本身只是简单的覆盖了父类 InputStream 中的所有方法，并没有做什么特殊处理，真正的功能扩展需要依赖于其众多的子类，比如最常用的 BufferedInputStream 提供了数据的缓冲，从而提升读取流的效率，而 DataInputStream 是可以用来处理二进制数据等等。

通过这些众多不同功能的流来组合，可以灵活的读取我们需要的数据。比如当我们需要读取一个二进制文件，那么就需要使用 DataInputStream，而 DataInputStream 本身不具备直接读取文件内容的功能，所以需要结合 FileInputStream：

FileInputStream fin = new FileInputStream("E:\test.txt");

DataInputStream din = new DataInputStream(fin);

System.out.println(din.readInt());

同时，如果我们想要使用缓冲机制，又可以进一步组装 BufferedInputStream：

FileInputStream fin = new FileInputStream("E:\test.txt");

DataInputStream din = new DataInputStream(new BufferedInputStream(fin));

System.out.println(din.readInt());

还有一种流比较有意思，那就是 PushbackInputStream，这个流可以将读出来的数据重新推回到流中：

public class Demo03 {

public static void main(String[] args) throws IOException {

FileInputStream fin = new FileInputStream("E:\test.txt");//文档内存储 abcd

PushbackInputStream pin = new PushbackInputStream(new BufferedInputStream(fin));

int a = pin.read();//读取到 a

System.out.println(a);

if (a != 'b'){

pin.unread(a);//将 a 推回流中

}

System.out.println(pin.read());//再次读取到 a

System.out.println(pin.read());//读取到 b

System.out.println(pin.read());// 读取到 c

}

}

[](()字节输出流

下图为字节输出流家族关系示意图：

这个结构和输入流的结构基本类似，同样的我们也可以通过组合来实现不同的输出。

比如普通的输出文件，可以使用 FileOutputStream 流：

FileOutputStream fout = new FileOutputStream("E:\test2.txt");

fout.write(1);

fout.write(2);

如果想要输出二进制格式，那么就可以组合 DataOutputStream 流：

FileOutputStream fout = new FileOutputStream("E:\test2.txt");

DataOutputStream dout = new DataOutputStream(fout);

dout.write(9);

dout.w 《一线大厂 Java 面试题解析+后端开发学习笔记+最新架构讲解视频+实战项目源码讲义》无偿开源 威信搜索公众号【编程进阶路】 rite(10);

[](()缓冲流的原理

IO 操作是一个比较耗时的操作，而字节流的 read 方法一次只能返回一个字节，那么当我们需要读取多个字节时就会出现每次读取都要进行一次 IO 操作，而缓冲流内部定义了一个大小为 8192 的 byte 数组，当我们使用了缓冲流时，读取数据的时候则会一次性最多读取 8192 个字节放到内存，然后一个个依次返回，这样就大大减少了 IO 次数；同样的，写数据时，缓冲流会将数据先写到内存，当我们写完需要写的数据时再一次性刷新到指定位置，如磁盘等。

[](()字符流

字符流读取的基本单位为字符，采用的是 Unicode 编码，其 read 方法返回的是一个 Unicode 码元（0~65535）。

字符流通常用来处理文本数据，其顶层抽象类为 Reader 和 Write，比如文中最开始的示例中的 InputStreamReader 就是继承自 Reader 类。

[](()字符输入流

下图为字符输入流家族关系示意图：

上图可以看出，除顶层 Reader 类之外，字符流也提供了一些基本的字符流来处理文本数据，比如我们需要从文本读取内容：

public class Demo05Reader {

public static void main(String[] args) throws Exception {

//字节流

FileInputStream fin = new FileInputStream("E:\test.txt");//文本内容为“双子孤狼”

System.out.println(fin.read());//372

//字符流

InputStreamReader ir = new InputStreamReader(new FileInputStream("E:\test.txt"));//文本内容为“双子孤狼”

System.out.println(ir.read());//21452

char s = '双';

System.out.println((int)s);//21452

}

}

输出之后可以很明显看出区别，字节流一次读入一个字节，而字符流一次读入一个字符。

当然，我们也可以采用自由组合的方式来更灵活的进行字符读取，比如我们结合 BufferedReader 来读取一整行数据：

public class Demo05Reader {

public static void main(String[] args) throws Exception {

InputStreamReader ir = new InputStreamReader(new FileInputStream("E:\test.txt"));//文本内容为“双子孤狼”

BufferedReader br = new BufferedReader(ir);

String s;

while (null != (s = br.readLine())){

System.out.println(s);//输出双子孤狼

}

}

}

[](()字符输出流

下图为字符输出流家族关系示意图：

文本输出，我们用的最多的就是 PrintWriter，这个类我想绝大部分朋友都使用过：

public class Demo06Writer {

public static void main(String[] args) throws Exception{

PrintWriter printWriter = new PrintWriter("E:\test3.txt");

printWriter.write("双子孤狼");

printWriter.flush();

}

}

这里和字节流的区别就是写完之后需要手动调用 flush 方法，否则数据就会丢失，并不会写到文件中。

[](()为什么字符流需要 flush，而字节流不需要

字节流不需要 flush 操作是因为字节流直接操作的是字节，中途不需要做任何转换，所以直接就可以操作文件，而字符流，说到底，其底层还是字节流，但是字符流帮我们将字节转换成了字符，这个转换需要依赖字符表，所以就需要在字符和字节完成转换之后通过 flush 操作刷到磁盘中。

需要注意的是，字节输出流最顶层类 OutputStream 中也提供了 flush 方法，但是它是一个空的方法，如果有子类有需要，也可以实现 flush 方法。

[](()RandomAccessFile

RandomAccessFile 是一个随机访问文件类，其可以在文件中的任意位置查找或者写入数据。

public class Demo07RandomAccessFile {

public static void main(String[] args) throws Exception {

//文档内容为 lonely wolf

RandomAccessFile inOut = new RandomAccessFile(new File("E:\test.txt"),"rw");

System.out.println("当前指针在：" + inOut.getFilePointer());//默认在 0

System.out.println((char) inOut.read());//读到 l

System.out.println("当前指针在：" + inOut.getFilePointer());

inOut.seek(7L);//指针跳转到 7 的位置

System.out.println((char) inOut.read());//读到 w

inOut.seek(7);//跳回到 7

inOut.write(new byte[]{'c','h','i','n','a'});//写入 china,此时 wolf 被覆盖

inOut.seek(7);//继续跳回到 7

System.out.println((char) inOut.read());//此时因为 wolf 被 china 覆盖，所以读到 c

}

}