Java的Writer类详解

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环境说明：Windows 10 + IntelliJ IDEA 2021.3.2 + Jdk 1.8

前言

  在Java开发中，我们经常需要进行文件的读写操作。Java中提供了几种不同的类来实现文件的读写功能，其中Writer类是其中之一。在本文中，我们将深入探讨Writer类的实现以及应用场景。

摘要

  本文旨在介绍Java中Writer类的实现以及应用场景。我们将会分析Writer类的源代码，通过案例来介绍Writer类的应用场景，并对其进行优缺点分析。最后，我们将会介绍Writer类的常用方法以及测试用例，最终总结本文的内容。

Writer类

概述

  Writer类是Java中用于写入字符流的抽象类。它是所有写入字符流类的基类，包括了字符输出流和字节输出流。Writer类提供了一系列的方法来写入字符数据，可以将字符转换成字节并写入到输出流中。

  其中它继承了java.lang.Object类，同时实现了Closeable、Flushable和Appendable接口。它的继承关系如下：

java.lang.Object||java.io.Writer||------java.io.OutputStreamWriter||------java.io.CharArrayWriter||------java.io.FilterWriter|                ||                |------java.io.BufferedWriter|                ||                |------java.io.PrintWriter|                ||                |------java.io.StringWriter|||------java.io.PipedWriter||------java.io.Writer

  其中，OutputStreamWriter类继承于Writer，它是将字符流转换为字节流的桥梁。CharArrayWriter类同样继承于Writer，它是一个字符数组输出流。FilterWriter类是Writer类的过滤器，它也是抽象类，其子类包括BufferedWriter、PrintWriter和StringWriter。PipedWriter是管道的输出流，它用于跨多线程或多进程通信。Writer类本身也继承于自己，这是为了方便其他类继承Writer类而设计的。

源代码解析

  Writer类的源代码相对简单，其主要实现了flush()、close()、write(char cbuf[])、write(char cbuf[], int off, int len)和write(String str)等方法。

下面是Writer类部分源代码的解析：

public abstract class Writer implements Appendable, Closeable, Flushable {private char[] writeBuffer;private static final int WRITE_BUFFER_SIZE = 1024;private String lineSeparator;protected Object lock;protected Writer() {this.lock = this;this.writeBuffer = new char[WRITE_BUFFER_SIZE];this.lineSeparator = java.security.AccessController.doPrivileged(new sun.security.action.GetPropertyAction("line.separator"));}public void write(char c[]) throws IOException {write(c, 0, c.length);}public void write(char c[], int off, int len) throws IOException {synchronized (lock) {int bOff = 0;while (len > 0) {if (writeBuffer == null || len >= writeBuffer.length) {implWrite(c, off + bOff, len);return;}if (bOff + len > writeBuffer.length) {flushBuffer();}int n = Math.min(writeBuffer.length - bOff, len);System.arraycopy(c, off + bOff, writeBuffer, bOff, n);bOff += n;len -= n;}}}public void write(String str) throws IOException {write(str, 0, str.length());}
}

  以上代码中，我们可以看出Writer类中定义了字符数组writeBuffer和字符串lineSeparator。在构造函数中，初始化了writeBuffer和lineSeparator两个成员变量。

  在write(char c[])方法中，调用write(char c[], int off, int len)方法，并传入数组长度等参数。在write(char c[], int off, int len)方法中，使用synchronized锁保证线程安全，在while循环中不断将字符数组中的元素写入输出流中。

部分源码截图如下展示：

应用场景案例

  Writer类在Java开发中有广泛的应用场景。以下是Writer类应用场景的一些案例：

将数据写入文件

以下示例展示了如何使用Writer类将数据写入文件：

package com.example.javase.io.writer;import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;/*** @author bug菌* @version 1.0* @date 2023/10/19 16:38*/
public class WriterTest {public static void main(String[] args) {try {FileWriter writer = new FileWriter("./template/fileTest.txt");writer.write("ello world，jym！！！");writer.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

  在上述示例中，我们创建了FileWriter对象，并使用它将字符串写入fileTest.txt文件中。

如上案例测试结果如下：

将数据在控制台输出

  使用Writer类可以将字符输出到控制台。可以使用OutputStreamWriter类将字符流转换为字节流，然后使用PrintWriter类将数据写入控制台。

以下示例展示了如何使用Writer类将数据输出到控制台，代码如下：

    //将数据在控制台输出public static void testFilePrint() {Writer writer = new OutputStreamWriter(System.out);PrintWriter printWriter = new PrintWriter(writer);printWriter.println("Hello World!");printWriter.flush();printWriter.close();}public static void main(String[] args) {testFilePrint();}

如上案例测试结果如下：

除了以上场景案例外，还有其他的应用场景，比如：

• 网络编程：在网络编程中，Writer类可用于将字符流写入Socket或OutputStream。可以使用OutputStreamWriter类将字符流转换为字节流，然后使用BufferedWriter将数据写入输出流。
• 数据库写入：在数据库编程中，Writer类可用于将字符写入数据库字段。可以使用PreparedStatement类来创建Writer对象，然后使用setCharacterStream()方法将数据写入数据库字段。

优缺点分析

Writer类的优点和缺点如下：

优点

1. Writer类提供了一系列的方法用于写入字符数据，具有很高的灵活性。

2. Writer类可以将字符转换成字节并写入到输出流中。

3. Writer类可以方便地将数据写入文件、网络流等。

缺点

1. Writer类在写操作时，需要使用synchronized锁实现线程安全，可能会影响程序的性能。

2. Writer类的效率与底层的操作系统以及硬件有关。

类代码方法介绍

Writer类中一些常用的方法如下：

方法名	作用
void flush() throws IOException	该方法将缓冲区中的数据写入到目标输出流中。
void close() throws IOException	该方法关闭输出流并释放与其相关的资源。
void write(char cbuf[]) throws IOException	该方法接收一个字符数组并将其写入到输出流中。
void write(char cbuf[], int off, int len) throws IOException	该方法接收一个字符数组、一个偏移量和一个长度，从偏移量开始，写入指定长度的字符到输出流中。
void write(String str) throws IOException	该方法接收一个字符串，并将其写入到输出流中。

  如上就是我自认为Writer类的一些常用方法，如果你想了解更多，可以去专研下它的源码，绝对收获颇多。

测试用例

以下是一个测试用例，用于演示Writer类的使用：

public class WriterTest {public static void main(String[] args) {try {FileWriter writer = new FileWriter("output.txt");writer.write("Hello World!");writer.close();System.out.println("Write Successfully!");} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

  在该测试用例中，我们创建了FileWriter对象，并使用它将字符串写入fileTest.txt文件中。最后，输出Write Successfully!，表示数据写入成功。

测试结果

如下是通过如上测试用例所进行的演示结果截图，仅供参考：

代码解析

  针对如上测试用例，我这里做个代码分析，以帮助大家更快的理解并运用它，该测试用例主要是演示如何使用 FileWriter 类将文本写入文件。

具体解释如下：

1. 导入需要使用的包：

import java.io.*;

2. 创建一个类并定义一个静态方法main，在main方法中使用 try-catch 语句捕获可能产生的IOException异常。

3. 创建FileWriter对象，并指定要写入的文件路径。实例化 FileWriter 对象的时候，可以使用相对路径或者绝对路径，这里使用了"./template/fileTest.txt"相对路径表示法。

FileWriter writer = new FileWriter("./template/fileTest.txt");

4. 调用 write() 方法将要写入的字符串写入文件。

writer.write("hello world，jym！！！");

5. 关闭 FileWriter 对象，调用close() 方法是为了释放该文件的句柄资源，关闭写文件操作。

6. 在 catch 块中打印异常信息。

全文小结

  本文介绍了Java中的Writer类，包括其实现、应用场景、优缺点分析和常用方法等。我们还演示了如何使用Writer类将数据写入文件和网络流中。

附录源码

  如上涉及所有源码均已上传同步在「Gitee」，提供给同学们一对一参考学习，辅助你更迅速的掌握。

总结

  Writer类是Java中用于写入字符流的抽象类。它提供了一系列的方法用于写入字符数据，具有很高的灵活性。但是，Writer类需要使用synchronized锁实现线程安全，可能会影响程序的性能。在实际开发中，我们可以根据具体情况选择使用Writer类或其他类来完成文件的读写操作。

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