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【Java IO】那字节流和字符流有什么区别？

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Java IO在工作中其实不常用到，但使用IO流却可以提高我们生活、工作效率，例如笔者常使用IO流编写工具类来自动处理一些体力活。IO模块也是Java的核心知识，我们来瞧一瞧~

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【Java IO】那字节流和字符流有什么区别？

1. IO的理解

面试官：你说下对Java IO的理解？

好的面试官，Java IO有两个参与对象，一个是IO源端，一个是想要和IO源端通信的各种接收端如控制台、文件等，我们程序要保证的就是顺利的读取和顺利的写入。

2. 输入流

2.1 字节输入流读取方法

面试官：那要怎么读取字节流？

读取字节的抽象基类是InputStream，这个基类提供了3个方法可以来读取字节流。

  1. 从输入流读取下一个数据字节，值字节以0到255范围内的int返回。

    public abstract int read() throws IOException

  2. 从输入流读取一定数量的字节并将它们存储到缓冲区数组b中。

    public int read(byte b[]) throws IOException

  3. 从输入流读取最多len个字节的数据到字节数组中。

    public int read(byte b[], int off, int len) throws IOException

2.2 字节输入流读取实例

面试官：你说的这些不是实例，我要的是能真正读取的？

那可以用抽象基类的子类实现来读取，例如文件流FileInputStream。

new FileInputStream(SOURCE_PATH)

我们还可以在外面加一层缓存字节流来提高读取效率。

new BufferedInputStream(new FileInputStream(SOURCE_PATH))

如果要把缓存流换成字符流来承接，方便使用readLine()读取某一行的话，可以使用转换流把字节输入流转换成字符输入流。

new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream(SOURCE_PATH)))

2.2 缓存流提高读取效率

面试官：为什么加一层缓存流就能提高读取效率？

是这样的。因为直接使用 FileInputStream 读取文件的话，每次调用 read() 都是从磁盘读取一个字节，而每次读取都是一次系统调用。系统调用是操作系统层面的调用，涉及到用户空间和内核空间之间的上下文切换，这些切换是很昂贵的。

而如果使用缓存流，一次性从文件里读取多个字节到缓存中，可以减少系统调用同时也减少了磁盘读取，提高了读取的效率。

2.3 字节输入流末尾

面试官：读取之后呢，我怎么知道文件读取到末尾了？

例如我刚刚说到的字节流基类InputStream的3个方法，当他们返回-1，就表明输入流到达了末尾。

2.4 字符输入流

面试官：字符流读取呢？

字符流的抽象基类是Reader，同样是提供了3个方法来支持字符流读取。

  1. 读取单个字符。

    public int read() throws IOException

  2. 将字符读入数组。

    public int read(char cbuf[]) throws IOException

  3. 将字符读入数组的一部分。

    abstract public int read(char cbuf[], int off, int len) throws IOException

然后字符流读取的实例是FileReader，同样可以使用缓存字符流提高读取效率。

new BufferedReader(new FileReader(new File(SOURCE_PATH)))

3. 输出流

面试官：输出流你也讲一讲？

好的面试官。

字节输出流的抽象基类是OutputStream，字符输出流的抽象基类是Writer。他们分别提供了以下方法。

字节输出流OutputStream：

  1. 将指定字节写入此输出流。

    public abstract void write(int b) throws IOException

  2. 将指定字节数组中的b.length字节写入此输出流。

    public void write(byte b[]) throws IOException

  3. 将指定字节数组中从偏移量off开始的len个字节写入此输出流。

    public void write(byte b[], int off, int len) throws IOException

字符输出流Writer：

  1. 写入单个字符。

    public void write(int c) throws IOException

  2. 写入字符数组。

    public void write(char cbuf[]) throws IOException

  3. 写入字符数组的一部分。

    abstract public void write(char cbuf[], int off, int len) throws IOException

另外字符输出流是使用字符来操作数据，所以可以用字符串来代替字符数组，JDK还支持以下入参是字符串的方法。

  1. 写入一个字符串。

    public void write(String str) throws IOException

  2. 写入字符串的一部分。

    public void write(String str, int off, int len) throws IOException

4. 字节流和字符流区别

面试官：那字节流和字符流有什么区别？

有这些不同之处，主要是3个方面。

  • 基本单位不同。字节流以字节（8位二进制数）为基本单位来处理数据，字符流以字符为单位处理数据。
  • 使用场景不同。字节流操作可以所有类型的数据，包括文本数据，和非文本数据如图片、音频等；而字符流只适用于处理文本数据。
  • 关于性能方面。因为字节流不处理字符编码，所以处理大量文本数据时可能不如字符流高效；而字符流使用到内存缓冲区处理文本数据可以优化读写操作。

5. 转换流

面试官：你刚刚提到转换流把字节输入流转换成字符输入流，可不可以倒过来？

hhh，JDK没有提供这样的方法。

是这样的，虽然字节流比字符流的使用范围更广些，但字符流比字节流操作方便，所以字符流是一个很方便的流了，没有必要把一个方便的流转换成一个不方便的流。

未完待续。。。

好了，今天的分享就先到这，我们下期《Java IO系列》继续。

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