IO流：字符输入流Reader的超详细用法及底层原理

叁歲伎倆 2024-02-21 09:47 34阅读 0赞

#### 字符输入流Reader的超详细用法及底层原理 ####

*  一、背景
 *  二、字符输入流Reader正式出场
 *  三、IO流体系图概览
 *  四、Reader继承人：FileReader出场
 *  五、字符流原理解析

## 一、背景 ##

当我们使用字节输入流时，经常会出现乱码问题，具体原因如下：

*  解码和编码时的方式不统一
 *  读取数据时未读完整个汉字，因为字节输入流，是一次读一个字节，而一个汉字会占多个字节，当读到某个汉字时，未读完其所有字节，就会出现乱码

## 二、字符输入流Reader正式出场 ##

**核心奥义：**

*  字符输入流Reader，也是一次读一个字节，但是当遇到中文时，就会一次读多个字节，相当于直接读一个汉字出来，这样就解决了字节输入流未读完整个汉字，出现乱码的问题。

**字符流 - 底层揭秘**

*  字符流 = 字节流 + 字符集  
    ![在这里插入图片描述][35229bfbc2dc42a482b852e6531f4f8c.png]  
    **字符流特点**
 *  字符输入流：一次读一个字节，遇到中文时，一次读多个字节（可能是2个字节或3个字节，这个跟字符集有个哦）【对字符集有疑问的同学可以参考我之前的文章[https://flypeppa.blog.csdn.net/article/details/133838023][https_flypeppa.blog.csdn.net_article_details_133838023]】
 *  字符输出流：底层会把数据按照指定的编码方式进行编码，变成字节再写到文件中
 *  最大的特点是，如果文件中有中文，使用字符流操作，不会出现乱码问题

使用场景

*  对于纯文本文件进行读写操作

## 三、IO流体系图概览 ##

![在这里插入图片描述][6836d23d22da4ce3a8776fe68577cda5.png]  
因为我们本次学习的是字符流，所以看一下字符流的体系图  
![在这里插入图片描述][e10916b35a5a470f9591fdfd87093406.png]

## 四、Reader继承人：FileReader出场 ##

**1、FileReader读取数据的方法**

*  public int read() 读取数据，读到末尾返回-1
 *  public int read(char cbuf\[\]) 读取多个数据，读到末尾返回-1

*细节1：按字节进行读取，遇到中文，一次读多个字节，读取后解码，返回一个整数  
细节2：读到文件末尾了，read方法返回-1。*

**2、代码实战**

读取单个中文

package com.hidata.devops.paas.demo;
    
    import java.io.FileReader;
    import java.io.IOException;
    
    /**
     * @Description :
     * @Date: 2023-10-18 10:59
     */
    public class TestsDemo {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            FileReader fir = new FileReader("D:\\devops\\paas\\demo\\d.txt");
            int ch;
            while ((ch = fir.read()) != -1){
                System.out.print((char) ch);
            }
    
            fir.close();
        }
    }

读取多个数据

package com.hidata.devops.paas.demo;
    
    import java.io.FileReader;
    import java.io.IOException;
    
    /**
     * @Description :
     * @Date: 2023-10-18 10:59
     */
    public class TestsDemo {
        
        public static void main(String[] args) throws IOException {
        
            FileReader fir = new FileReader("D:\\devops\\paas\\demo\\d.txt");
            int ch;
            char[] chars = new char[2];
            while ((ch = fir.read(chars)) != -1){
        
                System.out.println(new String(chars,0,ch));
            }
    
            fir.close();
        }
    }

## 五、字符流原理解析 ##

**1、创建字符输入流对象**

底层

*  关联文件，并创建缓冲区(长度为8192的字节数组)

**2、读取数据**

底层

*  1.判断缓冲区中是否有数据可以读取
 *  2.缓冲区没有数据：就从文件中获取数据，装到缓冲区中，每次尽可能装满缓冲区；  
    如果文件中也没有数据了，返回-1
 *  3.缓冲区有数据：就从缓冲区中读取。  
    空参的read方法:一次读取一个字节，遇到中文一次读多个字节，把字节解码并转成十进制返回；  
    有参的read方法:把读取字节，解码，强转三步合并了，强转之后的字符放到数组中

**3、代码验证原理**  
debug代码，看截图  
![在这里插入图片描述][c42d8086043d4d738e98edbde6582dc3.png]

我们发现，一开始就创建了一个缓冲区，长度为8192的字节数组。并且目前缓冲区里面是没有数据的

接下来，我们先往下走一步，  
![在这里插入图片描述][78a17ba355f14cefad73f4461d0f268a.png]  
我们发现，第一次读取的时候，他就会把文件里面的所有字节信息都装到缓冲区里面，并且尽可能装满缓冲区。后面再次读取数据的时候，会直接先从缓冲区里面拿，提供效率

**4、扩展**

文件大小超过缓冲区默认大小（8192）怎么办 ？

*  如果当前文件的字节数超过缓冲区的大小（8192字节），那么会先把文件的一部分，装满到缓冲区，当缓冲区数据读完之后，再将文件里面剩余的数据，继续装到缓冲区，以此类推。

[35229bfbc2dc42a482b852e6531f4f8c.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/21/11d5e22a5a72467387d5379aa5530c62.png
[https_flypeppa.blog.csdn.net_article_details_133838023]: https://flypeppa.blog.csdn.net/article/details/133838023
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