理解Java中字符流與字節(jié)流的區(qū)別

　　Java

　　JDK（Java Development Kit）稱為Java開發(fā)包或Java開發(fā)工具，是一個(gè)編寫Java的Applet小程序和應(yīng)用程序的程序開發(fā)環(huán)境。JDK是整個(gè)Java的核心，包括了Java運(yùn)行環(huán)境（Java Runtime Envirnment），一些Java工具和Java的核心類庫(kù)（Java API）。不論什么Java應(yīng)用服務(wù)器實(shí)質(zhì)都是內(nèi)置了某個(gè)版本的JDK。主流的JDK是Sun公司發(fā)布的JDK，除了Sun之外，還有很多公司和組織都開發(fā)了自己的JDK，例如，IBM公司開發(fā)的JDK，BEA公司的Jrocket，還有GNU組織開發(fā)的JDK。

　　另外，可以把Java API類庫(kù)中的Java SE API子集和Java虛擬機(jī)這兩部分統(tǒng)稱為JRE（JAVA Runtime Environment），JRE是支持Java程序運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境。

　　JRE是個(gè)運(yùn)行環(huán)境，JDK是個(gè)開發(fā)環(huán)境。因此寫Java程序的時(shí)候需要JDK，而運(yùn)行Java程序的時(shí)候就需要JRE。而JDK里面已經(jīng)包含了JRE，因此只要安裝了JDK，就可以編輯Java程序，也可以正常運(yùn)行Java程序。但由于JDK包含了許多與運(yùn)行無關(guān)的內(nèi)容，占用的空間較大，因此運(yùn)行普通的Java程序無須安裝JDK，而只需要安裝JRE即可［15］ 。

　　編程工具

　　Eclipse：一個(gè)開放源代碼的、基于Java的可擴(kuò)展開發(fā)平臺(tái)。

　　NetBeans：開放源碼的Java集成開發(fā)環(huán)境，適用于各種客戶機(jī)和Web應(yīng)用。

　　IntelliJ IDEA：在代碼自動(dòng)提示、代碼分析等方面的具有很好的功能。

　　MyEclipse：由Genuitec公司開發(fā)的一款商業(yè)化軟件，是應(yīng)用比較廣泛的Java應(yīng)用程序集成開發(fā)環(huán)境。

　　EditPlus：如果正確配置Java的編譯器“Javac”以及解釋器“Java”后，可直接使用EditPlus編譯執(zhí)行Java程序

　　理解Java中字符流與字節(jié)流的區(qū)別

　　1. 什么是流

　　Java中的流是對(duì)字節(jié)序列的抽象，我們可以想象有一個(gè)水管，只不過現(xiàn)在流動(dòng)在水管中的不再是水，而是字節(jié)序列。和水流一樣，Java中的流也具有一個(gè)“流動(dòng)的方向”，通常可以從中讀入一個(gè)字節(jié)序列的對(duì)象被稱為輸入流；能夠向其寫入一個(gè)字節(jié)序列的對(duì)象被稱為輸出流。

　　2. 字節(jié)流

　　Java中的字節(jié)流處理的最基本單位為單個(gè)字節(jié)，它通常用來處理二進(jìn)制數(shù)據(jù)。Java中最基本的兩個(gè)字節(jié)流類是InputStream和OutputStream，它們分別代表了組基本的輸入字節(jié)流和輸出字節(jié)流。InputStream類與OutputStream類均為抽象類，我們?cè)趯?shí)際使用中通常使用Java類庫(kù)中提供的它們的一系列子類。下面我們以InputStream類為例，來介紹下Java中的字節(jié)流。

　　InputStream類中定義了一個(gè)基本的用于從字節(jié)流中讀取字節(jié)的方法read，這個(gè)方法的定義如下：

　　public abstract int read（） throws IOException;

　　這是一個(gè)抽象方法，也就是說任何派生自InputStream的輸入字節(jié)流類都需要實(shí)現(xiàn)這一方法，這一方法的功能是從字節(jié)流中讀取一個(gè)字節(jié)，若到了末尾則返回-1，否則返回讀入的字節(jié)。關(guān)于這個(gè)方法我們需要注意的是，它會(huì)一直阻塞知道返回一個(gè)讀取到的字節(jié)或是-1。另外，字節(jié)流在默認(rèn)情況下是不支持緩存的，這意味著每調(diào)用一次read方法都會(huì)請(qǐng)求操作系統(tǒng)來讀取一個(gè)字節(jié)，這往往會(huì)伴隨著一次磁盤IO，因此效率會(huì)比較低。有的小伙伴可能認(rèn)為InputStream類中read的以字節(jié)數(shù)組為參數(shù)的重載方法，能夠一次讀入多個(gè)字節(jié)而不用頻繁的進(jìn)行磁盤IO。那么究竟是不是這樣呢？我們來看一下這個(gè)方法的源碼：

　　public int read（byte b［］） throws IOException {

　　return read（b， 0， b.length）;

　　}

　　它調(diào)用了另一個(gè)版本的read重載方法，那我們就接著往下追：

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

　　if （b == null） {

　　throw new NullPointerException（）;

　　} else if （off 《 0 || len 《 0 || len 》 b.length - off） {

　　throw new IndexOutOfBoundsException（）;

　　} else if （len == 0） {

　　return 0;

　　}

　　int c = read（）;

　　if （c == -1） {

　　return -1;

　　}

　　b［off］ = （byte）c;

　　int i = 1;

　　try {

　　for （; i 《 len ; i++） {

　　c = read（）;

　　if （c == -1） {

　　break;

　　}

　　b［off + i］ = （byte）c;

　　}

　　} catch （IOException ee） {

　　}

　　return i;

　　}

　　從以上的代碼我們可以看到，實(shí)際上read（byte［］）方法內(nèi)部也是通過循環(huán)調(diào)用read（）方法來實(shí)現(xiàn)“一次”讀入一個(gè)字節(jié)數(shù)組的，因此本質(zhì)來說這個(gè)方法也未使用內(nèi)存緩沖區(qū)。要使用內(nèi)存緩沖區(qū)以提高讀取的效率，我們應(yīng)該使用BufferedInputStream。

　　3. 字符流

　　Java中的字符流處理的最基本的單元是Unicode碼元（大小2字節(jié)），它通常用來處理文本數(shù)據(jù)。所謂Unicode碼元，也就是一個(gè)Unicode代碼單元，范圍是0x0000~0xFFFF。在以上范圍內(nèi)的每個(gè)數(shù)字都與一個(gè)字符相對(duì)應(yīng)，Java中的String類型默認(rèn)就把字符以Unicode規(guī)則編碼而后存儲(chǔ)在內(nèi)存中。然而與存儲(chǔ)在內(nèi)存中不同，存儲(chǔ)在磁盤上的數(shù)據(jù)通常有著各種各樣的編碼方式。使用不同的編碼方式，相同的字符會(huì)有不同的二進(jìn)制表示。實(shí)際上字符流是這樣工作的：

　　輸出字符流：把要寫入文件的字符序列（實(shí)際上是Unicode碼元序列）轉(zhuǎn)為指定編碼方式下的字節(jié)序列，然后再寫入到文件中；

　　輸入字符流：把要讀取的字節(jié)序列按指定編碼方式解碼為相應(yīng)字符序列（實(shí)際上是Unicode碼元序列從）從而可以存在內(nèi)存中。

　　我們通過一個(gè)demo來加深對(duì)這一過程的理解，示例代碼如下：

　　import java.io.FileWriter;

　　import java.io.IOException;

　　public class FileWriterDemo {

　　public static void main（String［］ args） {

　　FileWriter fileWriter = null;

　　try {

　　try {

　　fileWriter = new FileWriter（“demo.txt”）;

　　fileWriter.write（“demo”）;

　　} finally {

　　fileWriter.close（）;

　　}

　　} catch （IOException e） {

　　e.printStackTrace（）;

　　}

　　}

　　}

　　以上代碼中，我們使用FileWriter向demo.txt中寫入了“demo”這四個(gè)字符，我們用十六進(jìn)制編輯器WinHex查看下demo.txt的內(nèi)容：

　　從上圖可以看出，我們寫入的“demo”被編碼為了“64 65 6D 6F”，但是我們并沒有在上面的代碼中顯式指定編碼方式，實(shí)際上，在我們沒有指定時(shí)使用的是操作系統(tǒng)的默認(rèn)字符編碼方式來對(duì)我們要寫入的字符進(jìn)行編碼。

　　由于字符流在輸出前實(shí)際上是要完成Unicode碼元序列到相應(yīng)編碼方式的字節(jié)序列的轉(zhuǎn)換，所以它會(huì)使用內(nèi)存緩沖區(qū)來存放轉(zhuǎn)換后得到的字節(jié)序列，等待都轉(zhuǎn)換完畢再一同寫入磁盤文件中。

　　4. 字符流與字節(jié)流的區(qū)別

　　經(jīng)過以上的描述，我們可以知道字節(jié)流與字符流之間主要的區(qū)別體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　字節(jié)流操作的基本單元為字節(jié)；字符流操作的基本單元為Unicode碼元。

　　字節(jié)流默認(rèn)不使用緩沖區(qū)；字符流使用緩沖區(qū)。

　　字節(jié)流通常用于處理二進(jìn)制數(shù)據(jù)，實(shí)際上它可以處理任意類型的數(shù)據(jù)，但它不支持直接寫入或讀取Unicode碼元；字符流通常處理文本數(shù)據(jù)，它支持寫入及讀取Unicode碼元。

　　以上是我對(duì)Java中字符流與字節(jié)流的一些認(rèn)識(shí)，如有敘述不清晰或是不準(zhǔn)確的地方希望大家可以指正，謝謝大家：）

　　5.字節(jié)流與和字符流的使用非常相似，兩者除了操作代碼上的不同之外，是否還有其他的不同呢？實(shí)際上字節(jié)流在操作時(shí)本身不會(huì)用到緩沖區(qū)（內(nèi)存），是文件本身直接操作的，而字符流在操作時(shí)使用了緩沖區(qū)，通過緩沖區(qū)再操作文件，如圖12-6所示。

　　下面以兩個(gè)寫文件的操作為主進(jìn)行比較，但是在操作時(shí)字節(jié)流和字符流的操作完成之后都不關(guān)閉輸出流。

　　范例：使用字節(jié)流不關(guān)閉執(zhí)行

　　Java代碼 package org.lxh.demo12.byteiodemo;

　　import java.io.File;

　　import java.io.FileOutputStream;

　　import java.io.OutputStream;

　　public class OutputStreamDemo05 {

　　public static void main（String［］ args） throws Exception { // 異常拋出， 不處理

　　// 第1步：使用File類找到一個(gè)文件

　　File f = new File（“d：” + File.separator + “test.txt”）; // 聲明File 對(duì)象

　　// 第2步：通過子類實(shí)例化父類對(duì)象

　　OutputStream out = null;

　　// 準(zhǔn)備好一個(gè)輸出的對(duì)象

　　out = new FileOutputStream（f）;

　　// 通過對(duì)象多態(tài)性進(jìn)行實(shí)例化

　　// 第3步：進(jìn)行寫操作

　　String str = “Hello World?。?！”;

　　// 準(zhǔn)備一個(gè)字符串

　　byte b［］ = str.getBytes（）;

　　// 字符串轉(zhuǎn)byte數(shù)組

　　out.write（b）;

　　// 將內(nèi)容輸出

　　// 第4步：關(guān)閉輸出流

　　// out.close（）;

　　// 此時(shí)沒有關(guān)閉

　　}

　　}

　　程序運(yùn)行結(jié)果：

　　此時(shí)沒有關(guān)閉字節(jié)流操作，但是文件中也依然存在了輸出的內(nèi)容，證明字節(jié)流是直接操作文件本身的。而下面繼續(xù)使用字符流完成，再觀察效果。

　　范例：使用字符流不關(guān)閉執(zhí)行

　　Java代碼 package org.lxh.demo12.chariodemo;

　　import java.io.File;

　　import java.io.FileWriter;

　　import java.io.Writer;

　　public class WriterDemo03 {

　　public static void main（String［］ args） throws Exception { // 異常拋出， 不處理

　　// 第1步：使用File類找到一個(gè)文件

　　File f = new File（“d：” + File.separator + “test.txt”）;// 聲明File 對(duì)象

　　// 第2步：通過子類實(shí)例化父類對(duì)象

　　Writer out = null;

　　// 準(zhǔn)備好一個(gè)輸出的對(duì)象

　　out = new FileWriter（f）;

　　// 通過對(duì)象多態(tài)性進(jìn)行實(shí)例化

　　// 第3步：進(jìn)行寫操作

　　String str = “Hello World?。?！”;

　　// 準(zhǔn)備一個(gè)字符串

　　out.write（str）;

　　// 將內(nèi)容輸出

　　// 第4步：關(guān)閉輸出流

　　// out.close（）;

　　// 此時(shí)沒有關(guān)閉

　　}

　　}

　　程序運(yùn)行結(jié)果：

　　程序運(yùn)行后會(huì)發(fā)現(xiàn)文件中沒有任何內(nèi)容，這是因?yàn)樽址鞑僮鲿r(shí)使用了緩沖區(qū)，而 在關(guān)閉字符流時(shí)會(huì)強(qiáng)制性地將緩沖區(qū)中的內(nèi)容進(jìn)行輸出，但是如果程序沒有關(guān)閉，則緩沖區(qū)中的內(nèi)容是無法輸出的，所以得出結(jié)論：字符流使用了緩沖區(qū)，而字節(jié)流沒有使用緩沖區(qū)。

　　提問：什么叫緩沖區(qū)？

　　在很多地方都碰到緩沖區(qū)這個(gè)名詞，那么到底什么是緩沖區(qū)？又有什么作用呢？

　　回答：緩沖區(qū)可以簡(jiǎn)單地理解為一段內(nèi)存區(qū)域。

　　可以簡(jiǎn)單地把緩沖區(qū)理解為一段特殊的內(nèi)存。

　　某些情況下，如果一個(gè)程序頻繁地操作一個(gè)資源（如文件或數(shù)據(jù)庫(kù)），則性能會(huì)很低，此時(shí)為了提升性能，就可以將一部分?jǐn)?shù)據(jù)暫時(shí)讀入到內(nèi)存的一塊區(qū)域之中，以后直接從此區(qū)域中讀取數(shù)據(jù)即可，因?yàn)樽x取內(nèi)存速度會(huì)比較快，這樣可以提升程序的性能。

　　在字符流的操作中，所有的字符都是在內(nèi)存中形成的，在輸出前會(huì)將所有的內(nèi)容暫時(shí)保存在內(nèi)存之中，所以使用了緩沖區(qū)暫存數(shù)據(jù)。

　　如果想在不關(guān)閉時(shí)也可以將字符流的內(nèi)容全部輸出，則可以使用Writer類中的flush（）方法完成。

　　范例：強(qiáng)制性清空緩沖區(qū)

　　Java代碼 package org.lxh.demo12.chariodemo;

　　import java.io.File;

　　import java.io.FileWriter;

　　import java.io.Writer;

　　public class WriterDemo04 {

　　public static void main（String［］ args） throws Exception { // 異常拋出不處理

　　// 第1步：使用File類找到一個(gè)文件

　　File f = new File（“d：” + File.separator + “test.txt”）;// 聲明File

　　對(duì)象

　　// 第2步：通過子類實(shí)例化父類對(duì)象

　　Writer out = null;

　　// 準(zhǔn)備好一個(gè)輸出的對(duì)象

　　out = new FileWriter（f）;

　　// 通過對(duì)象多態(tài)性進(jìn)行實(shí)例化

　　// 第3步：進(jìn)行寫操作

　　String str = “Hello World！??！”;

　　// 準(zhǔn)備一個(gè)字符串

　　out.write（str）;

　　// 將內(nèi)容輸出

　　out.flush（）;

　　// 強(qiáng)制性清空緩沖區(qū)中的內(nèi)容

　　// 第4步：關(guān)閉輸出流

　　// out.close（）;

　　// 此時(shí)沒有關(guān)閉

　　}

　　}

　　程序運(yùn)行結(jié)果：

　　此時(shí)，文件中已經(jīng)存在了內(nèi)容，更進(jìn)一步證明內(nèi)容是保存在緩沖區(qū)的。這一點(diǎn)在讀者日后的開發(fā)中要特別引起注意。

　　提問：使用字節(jié)流好還是字符流好？

　　學(xué)習(xí)完字節(jié)流和字符流的基本操作后，已經(jīng)大概地明白了操作流程的各個(gè)區(qū)別，那么在開發(fā)中是使用字節(jié)流好還是字符流好呢？

　　回答：使用字節(jié)流更好。

　　在回答之前，先為讀者講解這樣的一個(gè)概念，所有的文件在硬盤或在傳輸時(shí)都是以字節(jié)的方式進(jìn)行的，包括圖片等都是按字節(jié)的方式存儲(chǔ)的，而字符是只有在內(nèi)存中才會(huì)形成，所以在開發(fā)中，字節(jié)流使用較為廣泛。

　　字節(jié)流與字符流主要的區(qū)別是他們的的處理方式

　　流分類：

　　1.Java的字節(jié)流

　　InputStream是所有字節(jié)輸入流的祖先，而OutputStream是所有字節(jié)輸出流的祖先。

　　2.Java的字符流

　　Reader是所有讀取字符串輸入流的祖先，而writer是所有輸出字符串的祖先。

　　InputStream，OutputStream，Reader，writer都是抽象類。所以不能直接new

　　字節(jié)流是最基本的，所有的InputStream和OutputStream的子類都是，主要用在處理二進(jìn)制數(shù)據(jù)，它是按字節(jié)來處理的

　　但實(shí)際中很多的數(shù)據(jù)是文本，又提出了字符流的概念，它是按虛擬機(jī)的encode來處理，也就是要進(jìn)行字符集的轉(zhuǎn)化

　　這兩個(gè)之間通過 InputStreamReader，OutputStreamWriter來關(guān)聯(lián)，實(shí)際上是通過byte［］和String來關(guān)聯(lián)

　　在實(shí)際開發(fā)中出現(xiàn)的漢字問題實(shí)際上都是在字符流和字節(jié)流之間轉(zhuǎn)化不統(tǒng)一而造成的

　　在從字節(jié)流轉(zhuǎn)化為字符流時(shí)，實(shí)際上就是byte［］轉(zhuǎn)化為String時(shí)，

　　public String（byte bytes［］， String charsetName）

　　有一個(gè)關(guān)鍵的參數(shù)字符集編碼，通常我們都省略了，那系統(tǒng)就用操作系統(tǒng)的lang

　　而在字符流轉(zhuǎn)化為字節(jié)流時(shí)，實(shí)際上是String轉(zhuǎn)化為byte［］時(shí)，

　　byte［］ String.getBytes（String charsetName）

　　也是一樣的道理

　　至于java.io中還出現(xiàn)了許多其他的流，按主要是為了提高性能和使用方便，

　　如BufferedInputStream，PipedInputStream等