前言
上篇文章，我們介紹了Java 的文件字節流框架中的相關內容，而我們本篇文章將著重於文件字符流的相關內容。
首先需要明確一點的是，字節流處理文件的時候是基於字節的，而字符流處理文件則是基於一個個字符為基本單元的。
但實際上，字符流操作的本質就是「字節流操作」+「編碼」兩個過程的封裝，你想是不是，無論你是寫一個字符到文件，你需要將字符編碼成二進制，然後以字節為基本單位寫入文件，或是你讀一個字符到內存，你需要以字節為基本單位讀出，然後轉碼成字符。
理解這一點很重要，這將決定你對字符流整體上的理解是怎樣的，下面我們一起看看相關API 的設計。
基類Reader/Writer
在正式學習字符流基類之前，我們需要知道Java 中是如何表示一個字符的。
首先，Java 中的默認字符編碼為：UTF-8，而我們知道UTF-8 編碼的字符使用1 到4 個字節進行存儲，越常用的字符使用越少的字節數。
而char 類型被定義為兩個字節大小，也就是說，對於通常的字符來說，一個char 即可存儲一個字符，但對於一些增補字符集來說，往往會使用兩個char 來表示一個字符。
Reader 作為讀字符流的基類，它提供了最基本的字符讀取操作，我們一起看看。
先看看它的構造器：
protected Object lock;protected Reader() { this.lock = this;}protected Reader(Object lock) { if (lock == null) { throw new NullPointerException(); } this.lock = lock;}Reader 是一個抽像類，所以毋庸置疑的是，這些構造器是給子類調用的，用於初始化lock 鎖對象，這一點我們後續會詳細解釋。
public int read() throws IOException { char cb[] = new char[1]; if (read(cb, 0, 1) == -1) return -1; else return cb[0];}public int read(char cbuf[]) throws IOException { return read(cbuf, 0, cbuf.length);}abstract public int read(char cbuf[], int off, int len)基本的讀字符操作都在這了，第一個方法用於讀取一個字符出來，如果已經讀到了文件末尾，將返回-1，同樣的以int 作為返回值類型接收，為什麼不用char？原因是一樣的，都是由於-1 這個值的解釋不確定性。
第二個方法和第三個方法是類似的，從文件中讀取指定長度的字符放置到目標數組當中。第三個方法是抽象方法，需要子類自行實現，而第二個方法卻又是基於它的。
還有一些方法也是類似的：
這些個方法其實都見名知意，並且和我們的InputStream 大體上都差不多，都沒有什麼核心的實現，這裡不再贅述，你大致知道它內部有些個什麼東西即可。
Writer 是寫的字符流，它用於將一個或多個字符寫入到文件中，當然具體的write 方法依然是一個抽象的方法，待子類來實現，所以我們這裡亦不再贅述了。
適配器InpustStramReader/OutputStreamWriter
適配器字符流繼承自基類Reader 或Writer，它們算是字符流體系中非常重要的成員了。主要的作用就是，將一個字節流轉換成一個字符流，我們先以讀適配器為例。
首先就是它最核心的成員：
private final StreamDecoder sd;
StreamDecoder 是一個解碼器，用於將字節的各種操作轉換成字符的相應操作，關於它我們會在後續的介紹中不間斷的提到它，這裡不做統一的解釋。
然後就是構造器：
public InputStreamReader(InputStream in) { super(in); try { sd = StreamDecoder.forInputStreamReader(in, this, (String)null); } catch (UnsupportedEncodingException e) { throw new Error(e); }}public InputStreamReader(InputStream in, String charsetName) throws UnsupportedEncodingException{ super(in); if (charsetName == null) throw new NullPointerException("charsetName"); sd = StreamDecoder.forInputStreamReader(in, this, charsetName);}這兩個構造器的目的都是為了初始化這個解碼器，都調用的方法forInputStreamReader，只是參數不同而已。我們不妨看看這個方法的實現：
這是一個典型的靜態工廠模式，三個參數，var0 和var1 沒什麼好說的，分別代表的是字節流實例和適配器實例。
而參數var2 其實代表的是一種字符編碼的名稱，如果為null，那麼將使用系統默認的字符編碼：UTF-8 。
最終我們能夠得到一個解碼器實例。
接著介紹的所有方法幾乎都是依賴的這個解碼器而實現的。
public String getEncoding() { return sd.getEncoding();}public int read() throws IOException { return sd.read();}public int read(char cbuf[], int offset, int length){ return sd.read(cbuf, offset, length);}public void close() throws IOException { sd.close();}解碼器中相關的方法的實現代碼還是相對複雜的，這裡我們不做深入的研究，但大體上的實現思路就是：「字節流讀取+ 解碼」的過程。
當然了，OutputStreamWriter 中必然也存在一個相反的StreamEncoder 實例用於編碼字符。
除了這一點外，其餘的操作並沒有什麼不同，或是通過字符數組向文件中寫入，或是通過字符串向文件中寫入，又或是通過int 的低16 位向文件中寫入。
文件字符流FileReader/Writer
文件的字符流可以說非常簡單了，除了構造器，就不存在任何其他方法了，完全依賴文件字節流。
我們以FileReader 為例，
FileReader 繼承自InputStreamReader，有且僅有以下三個構造器：public FileReader(String fileName) throws FileNotFoundException { super(new FileInputStream(fileName));}public FileReader(File file) throws FileNotFoundException { super(new FileInputStream(file));}public FileReader(FileDescriptor fd) { super(new FileInputStream(fd));}理論上來說，所有的字符流都應當以我們的適配器為基類，因為只有它提供了字符到字節之間的轉換，無論你是寫或是讀都離不開它。
而我們的FileReader 並沒有擴展任何一個自己的方法，父類InputStreamReader 中預實現的字符操作方法對他來說已經足夠，只需要傳入一個對應的字節流實例即可。
FileWriter 也是一樣的，這裡不再贅述了。
字符數組流CharArrayReader/Writer
字符數組和字節數組流是類似的，都是用於解決那種不確定文件大小，而需要讀取其中大量內容的情況。
由於它們內部提供動態擴容機制，所以既可以完全容納目標文件，也可以控制數組大小，不至於分配過大內存而浪費了大量內存空間。
先以CharArrayReader 為例
protected char buf[];public CharArrayReader(char buf[]) { this.buf = buf; this.pos = 0; this.count = buf.length;}public CharArrayReader(char buf[], int offset, int length){ //....}構造器核心任務就是初始化一個字符數組到內部的buf 屬性中，以後所有對該字符數組流實例的讀操作都基於buf 這個字符數組。
關於CharArrayReader 的其他方法以及CharArrayWriter，這裡不再贅述了，和上篇的字節數組流基本類似。
除此之外，這裡還涉及一個StringReader 和StringWriter，其實本質上和字符數組流是一樣的，畢竟String 的本質就是char 數組。
緩衝數組流BufferedReader/Writer
同樣的，BufferedReader/Writer 作為一種緩衝流，也是裝飾者流，用於提供緩衝功能。大體上類似於我們的字節緩衝流，這裡我們簡單介紹下。
private Reader in;private char cb[];private static int defaultCharBufferSize = 8192;public BufferedReader(Reader in, int sz){..}public BufferedReader(Reader in) { this(in, defaultCharBufferSize);}cb 是一個字符數組，用於緩存從文件流中讀取出來的部分字符，你可以在構造器中初始化這個數組的長度，否則將使用默認值8192 。
public int read() throws IOException {..}public int read(char cbuf[], int off, int len){...}關於read，它依賴成員屬性in 的讀方法，而in 作為一個Reader 類型，內部往往又依賴的某個InputStream 實例的讀方法。
所以說，幾乎所有的字符流都離不開某個字節流實例。
關於BufferedWriter，這裡也不再贅述了，大體上都是類似的，只不過一個是讀一個是寫而已，都圍繞著內部的字符數組進行。
標準打印輸出流
打印輸出流主要有兩種，PrintStream 和PrintWriter，前者是字節流，後者是字符流。
這兩個流算是對各自類別下的流做了一個集成，內部封裝有豐富的方法，但實現也稍顯複雜，我們先來看這個PrintStream 字節流：
主要的構造器有這麼幾個：
顯然，簡單的構造器會依賴複雜的構造器，這已經算是jdk 設計「老套路」了。區別於其他字節流的一點是，PrintStream 提供了一個標誌autoFlush，用於指定是否自動刷新緩存。
接著就是PrintStream 的寫方法：
除此之外，PrintStream 還封裝了大量的print 的方法，寫入不同類型的內容到文件中，例如：
當然，這些方法並不會真正的將數值的二進制寫入文件，而只是將它們所對應的字符串寫入文件，例如：
print(123);
最終寫入文件的不是123 所對應的二進製表述，而僅僅是123 這個字符串，這就是打印流。
PrintStream 使用的緩衝字符流實現所有的打印操作，如果指明了自動刷新，則遇到換行符號「/n」會自動刷新緩衝區。
所以說，PrintStream 集成了字節流和字符流中所有的輸出方法，其中write 方法是用於字節流操作，print 方法用於字符流操作，這一點需要明確。
至於PrintWriter，它就是全字符流，完全針對字符進行操作，無論是write 方法也好，print 方法也好，都是字符流操作。
總結一下，我們花了三篇文章講解了Java 中的字節流和字符流操作，字節流基於字節完成磁盤和內存之間的數據傳輸，最典型的就是文件字符流，它的實現都是本地方法。有了基本的字節傳輸能力後，我們還能夠通過緩衝來提高效率。
而字符流的最基本實現就是，InputStreamReader 和OutputStreamWriter，理論上它倆就已經能夠完成基本的字符流操作了，但也僅僅局限於最基本的操作，而構造它們的實例所必需的就是「一個字節流實例」+「一種編碼格式」。
所以，字符流和字節流的關係也就如上述的等式一樣，你寫一個字符到磁盤文件中所必需的步驟就是，按照指定編碼格式編碼該字符，然後使用字節流將編碼後的字符二進制寫入文件中，讀操作是相反的。
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總結
以上就是這篇文章的全部內容了，希望本文的內容對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對武林網的支持。