Java開發筆記（八十六）經過緩衝區讀寫文件

前面介紹了利用文件寫入器和文件讀取器來讀寫文件，由於FileWriter與FileReader讀寫的數據以字符爲單位，因此這種讀寫文件的方式被稱做「字符流I/O」，其中字母I表明輸入Input，字母O表明輸出Output。但是FileWriter的讀操做並不高效，原因在於FileWriter每次調用write方法都會直接寫入文件，假如某項業務須要屢次調用write方法，那麼程序就會寫入文件一樣次數。由於寫文件本質是寫磁盤，磁盤的速度遠不如內存，因此頻繁地寫文件必然嚴重下降程序的運行效率。爲此Java又設計了緩存寫入器BufferedWriter，它的write方法並不直接寫入文件，而是先寫入一塊緩存，等到緩存寫滿了再將緩存上的數據寫入文件。因爲緩存空間位於內存之中，寫入緩存等同訪問內存，這樣至關於把寫磁盤動做替換成寫內存動做，所以BufferedWriter的總體寫文件性能要大大優於FileWriter。除此以外，BufferedWriter還新增了下列幾個方法：
newLine：往文件末尾添加換行標記（Window系統是回車加換行）。固然其實是先往緩存添加換行標記，並不是直接往磁盤寫入換行標記。
flush：當即將緩衝區中的數據寫入磁盤。默認狀況要等緩衝區滿了纔會寫入磁盤，或者調用close方法關閉文件之時也會寫入磁盤，可是有時程序猴急，必定要當即寫入磁盤，此時就需調用flush方法強行寫磁盤。
使用緩存寫入器以前要先建立文件讀取器對象，並得到父類Writer的實例，而後再據此建立緩存寫入器對象。下面是經過緩存寫入器把多行字符串寫入文件的代碼例子：

	private static String mSrcName = "D:/test/aad.txt";
	// 使用緩存字符流寫入文件
	private static void writeBuffer() {
		String str1 = "白日依山盡，黃河入海流。";
		String str2 = "欲窮千里目，更上一層樓。";
		File file = new File(mSrcName); // 建立一個指定路徑的文件對象
		// try(...)容許在圓括號內部擁有多個資源建立語句，語句之間以冒號分隔
		// 先建立文件寫入器，再根據文件讀取器建立緩存寫入器
		try (Writer writer = new FileWriter(file);
				BufferedWriter bwriter = new BufferedWriter(writer);) {
			// FileWriter的每次write調用都會直接寫入磁盤，不但效率低，性能也差。
			// BufferedWriter的每次write調用會先寫入緩衝區，直到緩衝區滿了才寫入磁盤，
			// 緩衝區大小默認是8K，查看源碼defaultCharBufferSize = 8192;
			// 資源釋放的close方法再把緩衝區的剩餘數據寫入磁盤，
			// 或者中途調用flush方法也可提早將緩衝區的數據寫入磁盤。
			bwriter.write(str1); // 往文件寫入字符串
			bwriter.newLine(); // 另起一行，也就是在文件末尾添加換行標記（Window系統是回車加換行）
			bwriter.write(str2);  // 往文件寫入字符串
			//bwriter.flush(); // 把緩衝區中的數據寫入磁盤
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}

 

既然文件寫入器有對應的緩存寫入器，那麼文件讀取器也有對應的緩存讀取器BufferedReader。BufferedReader的實現原理與它的兄弟BufferedWriter相似，另外BufferedReader比起文件讀取器新增了以下方法：
readLine：從文件中讀取一行數據。
mark：在當前位置作個標記。
reset：重置文件指針，令其回到上次標記的位置。也就是回到上次mark方法標記的文件位置。
lines：讀取文件內容的全部行，返回的是Stream<String>流對象，以後即可按照流式處理來加工該字符串流。
若想使用緩存讀取器，依然要先建立文件讀取器，再根據其父類的讀取器實例建立緩存讀取器。下面是經過緩存讀取器從文件中讀取多行字符串的代碼例子：

	// 使用緩存字符流讀取文件
	private static void readBuffer() {
		File file = new File(mSrcName); // 建立一個指定路徑的文件對象
		// try(...)容許在圓括號內部擁有多個資源建立語句，語句之間以冒號分隔
		// 先建立文件讀取器，再根據文件讀取器建立緩存讀取器
		try (Reader reader = new FileReader(file);
				BufferedReader breader = new BufferedReader(reader);) {
			breader.mark((int) file.length()); // 作個標記
			for (int i=1; ; i++) {
				// FileReader只能一個字符一個字符地讀，或者一次性讀進字符數組。
				// BufferedReader還支持一行一行地讀。
				String line = breader.readLine(); // 從文件中讀出一行文字
				if (line == null) { // 讀到了空指針，表示已經到了文件末尾
					break;
				}
				System.out.println("第"+i+"行的文字爲："+line);
			}
			breader.reset(); // 重置文件指針，令其回到上次標記的位置
			for (int i=1; ; i++) {
				String line = breader.readLine(); // 從文件中讀出一行文字
				if (line == null) { // 讀到了空指針，表示已經到了文件末尾
					break;
				}
				System.out.println("又讀了一遍 第"+i+"行的文字爲："+line);
			}
			//breader.lines(); // 返回Stream<String>對象，以後可按照流式處理來加工該字符串流
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}

 

注意到以上代碼BufferedWriter和BufferedReader的建立語句都位於try後面的圓括號之中，這是由於Writer與Reader兩你們族通通實現了AutoCloseable接口，因此由它們繁衍而來的全部子類都具有自動釋放資源的功能。另外，try語句支持同時管理多個資源類，只要它們的對象建立語句以冒號隔開，程序在運行時便可自動回收相關的資源。
結合運用讀操做和寫操做，能夠實現文件複製的功能，無非是一邊從源文件中讀出數據，另外一邊緊接着往目標文件寫入數據。採用緩存讀取器和緩存寫入器逐行復制的話，具體的文件複製代碼示例以下：

	private static String mSrcName = "D:/test/aad.txt";
	private static String mDestName = "D:/test/aad_copy.txt";
	// 經過緩存字符流逐行復制文件
	private static void copyFile() {
		File src = new File(mSrcName); // 建立一個指定路徑的源文件對象
		File dest = new File(mDestName); // 建立一個指定路徑的目標文件對象
		// try(...)容許在圓括號內部擁有多個資源建立語句，語句之間以冒號分隔
		// 分別建立源文件的緩存讀取器，以及目標文件的緩存寫入器
		try (BufferedReader breader = new BufferedReader(new FileReader(src));
				BufferedWriter bwriter = new BufferedWriter(new FileWriter(dest));) {
			for (int i=0; ; i++) {
				String line = breader.readLine(); // 從文件中讀出一行文字
				if (line == null) { // 讀到了空指針，表示已經到了文件末尾
					break;
				}
				if (i != 0) { // 第一行開頭不用換行
					bwriter.newLine(); // 另起一行，也就是在文件末尾添加換行標記
				}
				bwriter.write(line); // 往文件寫入字符串
			}
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
		System.out.println("文件複製完成，源文件大小="+src.length()+"，新文件大小="+dest.length());
	}

 

或者也可逐個字符來複制文件，此時BufferedReader每次調用的read方法只返回整型數表示一個字符，而且BufferedWriter每次調用的write方法也只寫入該字符對應的整型數。經過依次遍歷源文件的全部字符，同時往目標文件依次寫入這些字符，從而完成逐個字符複製文件的操做流程。下面是採起逐字符複製文件的代碼例子：

	// 經過緩存字符流逐個字符複製文件
	private static void copyFileByInt() {
		File src = new File(mSrcName); // 建立一個指定路徑的源文件對象
		File dest = new File(mDestName); // 建立一個指定路徑的目標文件對象
		// try(...)容許在圓括號內部擁有多個資源建立語句，語句之間以冒號分隔
		// 分別建立源文件的緩存讀取器，以及目標文件的緩存寫入器
		try (BufferedReader breader = new BufferedReader(new FileReader(src));
				BufferedWriter bwriter = new BufferedWriter(new FileWriter(dest));) {
			while (true) { // 開始遍歷文件中的全部字符
				int temp = breader.read(); // 從源文件中讀出一個字符
				if (temp == -1) { // read方法返回-1表示已經讀到了文件末尾
					break;
				}
				bwriter.write(temp); // 往目標文件寫入一個字符
			}
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
		System.out.println("文件複製完成，源文件大小="+src.length()+"，新文件大小="+dest.length());
	}

 

須要注意的是，使用字符流複製文件只有逐行復制和逐字符複製兩種方式，不可採起整個讀到字符數組再整個寫入字符數組的方式。之因此不能經過字符數組複製文件，是由於中文跟英文不同，一個漢字會佔用多個字節（GBK編碼的每一個漢字佔用兩個字節，UTF8編碼的每一個漢字佔用三個字節）。若要把文件內容讀到字符數組，勢必先得知曉該數組的長度，但是調用文件對象的length方法只能獲得該文件的字節長度，並不是字符長度。譬如「白日依山盡」這個字符串在內存中的字符數組長度爲5，寫到UTF8編碼的文件以後，文件大小是5*3=15字節；接着想把文件內容讀到字符數組，然而15字節的文件天曉得它有幾個字符，可能有5個UTF8編碼的中文字符，也可能有15個英文字符，也可能有5個GBK編碼的中文字符加5個英文字符共10個字符，總之你根本想不到該分配多大的字符數組。既然肯定不了待讀取的字符數組長度，就沒法一字不差地複製文件內容了。

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