Java IO - Reader&Writer

基本概念

Reader/Writer（字符读取流/字符写入流），是所有字符操作流的父类。

同字节流不同，它们本身是抽象类。

继承关系如下：

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源码分析

1.Reader

类结构图

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成员变量

/* * 用来在流上同步操作的对象。 * 为了提高效率，字符流对象可以使用其自身以外的对象来保护关键部分。 * 因此，子类应使用此字段中的对象，而不是 this 或者同步的方法。 */protected Object lock;// 表示跳跃（丢弃）操作时能丢弃的最大字符数量private static final int maxSkipBufferSize = 8192;// 跳跃缓冲数组，用来保存跳跃操作时读取的字符内容private char skipBuffer[] = null;

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构造函数

protected Reader() {    // 将字符流对象赋于 lock，说明我们操作的不是字符流本身，而是 lock    this.lock = this;}protected Reader(Object lock) {    if (lock == null) {        throw new NullPointerException();    }    this.lock = lock;}

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read 方法，这里定义了 4 种读取方式。

• ①② 依靠 ③ 实现。

• ③ 为抽象方法，留给子类实现。

• ④ 是字节输入流所没有的读取方式。

//① 读取单个字符public int read() throws IOException {    char cb[] = new char[1];    //关键-->创建了只有1个字符容量的数组，然后将字符读入该字符数组。    if (read(cb, 0, 1) == -1) {        //到达 I/O 流末尾返回 -1        return -1;    } else {        //否则返回整数字符，范围为 0 到 65535 之间 (0x00-0xffff)，        return cb[0];    }}//② 将字符读入数组，返回读取的字符数public int read(char cbuf[]) throws IOException {    return read(cbuf, 0, cbuf.length);}//③ 将字符读入数组的某一部分。抽象方法，留给子类实现public abstract  int read(char cbuf[], int off, int len) throws IOException;//④ 将字符读入指定的字符缓冲区,返回读取的字符数public int read(java.nio.CharBuffer target) throws IOException {     //检查字符缓冲区中剩余可空闲的空间     int len = target.remaining();     char[] cbuf = new char[len];     int n = read(cbuf, 0, len);     if (n > 0){         target.put(cbuf, 0, n);     }     return n; }

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skip，跳跃操作。具体原理在 InputStream 中已介绍过了，这里不在细说。

与 InputStream 的 skip 方法不同，字符输入流的 skip 方法是同步操作，是线程安全的。

public long skip(long n) throws IOException {    if (n < 0L) {        throw new IllegalArgumentException("skip value is negative");    }    //nn 表示将要创建的缓冲数组的容量大小    int nn = (int) Math.min(n, maxSkipBufferSize);    //关键 --> 与字节输入流不同，这里是同步操作    synchronized (lock) {        // 创建跳跃缓冲数组        if ((skipBuffer == null) || (skipBuffer.length < nn)) {            skipBuffer = new char[nn];        }        //表示要跳过的字符数量        long r = n;        // 将需要跳过（丢弃）的字符读取到数组        while (r > 0) {            int nc = read(skipBuffer, 0, (int) Math.min(r, nn));            if (nc == -1) {                break;            }            //表示剩下未跳跃（丢弃）的字符            r -= nc;        }        //返回跳跃（丢弃）的字符数量        return n - r;    }}

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剩余方法

// 如果确保流的下一次读取不堵塞，则返回 true，否则返回 false，但并不表示下一次读取会堵塞public boolean ready() throws IOException {    return false;}public boolean markSupported() {    return false;}public void mark(int readAheadLimit) throws IOException {    throw new IOException("mark() not supported");}public void reset() throws IOException {    throw new IOException("reset() not supported");}abstract public void close() throws IOException;

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2.Writer

类结构图

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成员变量

//缓冲数组，默认写入的内容会暂时保存在该字符数组里private char[] writeBuffer;//缓冲数组的大小，不可变private final int writeBufferSize = 1024;//同 Readerprotected Object lock;

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构造函数

protected Writer() {    this.lock = this;}protected Writer(Object lock) {    if (lock == null) {        throw new NullPointerException();    }    this.lock = lock;}

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wirter 方法，这里定义 5 种写入方式

• ①② 依靠 ③ 实现。

• ③ 为抽象方法，留给子类实现。

• ④⑤ 是字节输出流所没有的读取方式。

// ①写入单个字符public void write(int c) throws IOException {    synchronized (lock) {        if (writeBuffer == null) {            writeBuffer = new char[writeBufferSize];        }        //将字符的 int 写入缓冲数组        writeBuffer[0] = (char) c;        write(writeBuffer, 0, 1);    }}// ②写入字符数组public void write(char cbuf[]) throws IOException {    write(cbuf, 0, cbuf.length);}// ③写入字符数组的某一部分，抽象方法public bstract  void write(char cbuf[], int off, int len) throws IOException;// ④写入字符串public void write(String str) throws IOException {    write(str, 0, str.length());}// ⑤写入字符串的某一部分public void write(String str, int off, int len) throws IOException {    synchronized (lock) {        char cbuf[];        //将要写入的字符串长度与缓冲数组的容量比较        if (len <= writeBufferSize) {            if (writeBuffer == null) {                writeBuffer = new char[writeBufferSize];            }            cbuf = writeBuffer;        } else {             cbuf = new char[len];        }        //String 的方法，将字符串复制到字符数组        str.getChars(off, (off + len), cbuf, 0);        write(cbuf, 0, len);    }}

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append 方法，这里定义了 3 种添加方式。

具体实现通过调用相应的 write 方法完成，并返回 Writer 对象

// 将指定字符添加到此 writer，并返回此 writerpublic Writer append(char c) throws IOException {    write(c);    return this;}// 将指定字符序列添加到此 writer，并返回此 writerpublic Writer append(CharSequence csq) throws IOException {    if (csq == null){        //字符序列为空，则添加 null 这4个字符到 writer        write("null");    }else{        write(csq.toString());    }    return this;}// 将指定字符序列的子序列添加到此 writer，并返回此 writerpublic Writer append(CharSequence csq, int start, int end) throws IOException {    CharSequence cs = (csq == null ? "null" : csq);    write(cs.subSequence(start, end).toString());    return this;}

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剩余方法

public abstract void flush() throws IOException;public abstract void close() throws IOException;