Reader / Writer 父类

你知道 Java 的 IO 类为什么分成「字节流」和「字符流」两套吗？

表面上看，InputStream/OutputStream 和 Reader/Writer 做着类似的事——读写数据。但实际上，它们的设计哲学完全不同：前者处理原始字节，后者处理 Unicode 字符。

这种区分，是因为 Java 在 1.1 引入了国际化支持。当你需要正确处理中文、日文、emoji 时，字符流是不可绕过的话题。

Reader 的方法签名解析

Reader 是所有字符输入流的抽象父类。它的方法签名，藏着很多设计细节：

public abstract class Reader implements Readable, Closeable {
    // 单字符读取（子类必须实现）
    public abstract int read() throws IOException;

    // 批量读取到字符数组
    public int read(char[] cbuf) throws IOException {
        return read(cbuf, 0, cbuf.length);
    }

    // 读取到字符数组指定区间
    public int read(char[] cbuf, int off, int len) throws IOException;

    // 读一行（仅 BufferedReader 有实现）
    public String readLine() throws IOException {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }

    // 跳过 n 字符
    public long skip(long n) throws IOException;

    // 标记与重置
    public boolean markSupported();
    public void mark(int readAheadLimit) throws IOException;
    public void reset() throws IOException;

    // 是否准备好读取
    public boolean ready() throws IOException;

    // 关闭
    public void close() throws IOException;
}

注意到 readLine() 了吗？父类里直接抛异常，但 BufferedReader 重写了它。这正是模板方法模式的应用——父类定义骨架，子类提供具体实现。

read() 返回值的设计意图

返回值	含义
正整数 n	成功读取 n 个字符
-1	流已结束，无更多数据

这里有个容易混淆的点：返回值是 int 而不是 char。因为 char 是无符号的 16 位，而 int 是 32 位，能用 -1 表示流结束。如果返回值是 char，就无法区分「读取到字符 0xFFFF」和「流结束」了。

Writer 的方法签名解析

Writer 是所有字符输出流的抽象父类：

public abstract class Writer implements Appendable, Closeable, Flushable {
    // 写单个字符
    public abstract void write(int c) throws IOException;

    // 写字符数组（三个重载）
    public void write(char[] cbuf) throws IOException {
        write(cbuf, 0, cbuf.length);
    }
    public abstract void write(char[] cbuf, int off, int len) throws IOException;

    // 直接写 String（这是字节流没有的能力）
    public void write(String str) throws IOException {
        write(str, 0, str.length());
    }
    public void write(String str, int off, int len) throws IOException;

    // 追加模式（实现 Appendable 接口）
    public Writer append(CharSequence csq) throws IOException {
        write(String.valueOf(csq));
        return this;
    }

    // 换行（BufferedWriter 的特权）
    public void newLine() throws IOException {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }

    // 刷新与关闭
    public abstract void flush() throws IOException;
    public abstract void close() throws IOException;
}

Appendable 接口让 Writer 支持链式调用：

writer.append("Hello").append(' ').append("World");

字节流 vs 字符流：核心差异

对比维度	字节流	字符流
处理单位	字节（byte）	字符（char，16 位 Unicode）
根类	InputStream / OutputStream	Reader / Writer
返回类型	int（字节值 0~255）	int（字符 Unicode 值）
数组参数	byte[]	char[]
直接写字符串	❌ 不支持	✅ write(String)
编码处理	无	有（自动处理字节↔字符转换）

为什么需要字符流：看一个乱码问题

// ❌ 用字节流读中文：需要手动处理编码
FileInputStream fis = new FileInputStream("chinese.txt");
byte[] buf = new byte[1024];
int len = fis.read(buf);
// 字节数组到手，你需要知道它是什么编码
String s = new String(buf, 0, len, StandardCharsets.UTF_8);

// ✅ 用字符流读中文：自动处理编码
FileReader fr = new FileReader("chinese.txt");
char[] buf = new char[1024];
int len = fr.read(buf);
// buf 里已经是字符了，拿来就能用

字符流的本质是：在字节流的基础上，加了一层编码转换器。

ready() vs available()

字节流有 available()，字符流有 ready()。它们的语义不同：

// ready()：判断是否可以在不阻塞的情况下读取至少一个字符
if (reader.ready()) {
    int c = reader.read(); // 有数据，不会阻塞
}

// available() 是字节流的，返回预估可读字节数
int available = fis.available(); // 字节流才有

关键区别：即使 ready() 返回 true，read() 仍可能阻塞（比如从网络读取）。ready() 只是告诉你「目前没有阻塞」，不是「数据一定存在」。

关闭流的正确姿势

装饰器模式下，只关闭最外层流即可，底层流会被自动关闭：

// ❌ 只关外层不够？错！
BufferedReader br = new BufferedReader(
    new FileReader("file.txt"));
br.close(); // 只关了 BufferedReader？
// 实际上：BufferedReader.close() 会关闭底层 FileReader
// 这是 JDK 帮你做的

// ✅ 只需要关最外层
try (
    BufferedReader br = new BufferedReader(
        new FileReader("file.txt"))
) {
    // 读取
}
// try-with-resources 确保正确关闭

BufferedReader / BufferedWriter 会自动关闭底层流。这是装饰器模式带来的福利。

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记住这个口诀：

字符流读 char，字节流读 byte； 写字符串用字符流，底层自动转编码； 装饰器只关外层，try-with-resources 最稳当。