深入理解Java的Writer类

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文章目录

前言
摘要
`Writer`类
- 概述
- 源代码解析
- 应用场景案例
- - 将数据写入文件
  - 将数据在控制台输出
- 优缺点分析
- - 优点
  - 缺点
- 类代码方法介绍
- 测试用例
- - 测试结果
  - 代码解析
- 全文小结
- 附录源码
总结
☀️建议/推荐你
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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：

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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：

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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：

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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

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。
Writer类可以将字符转换成字节并写入到输出流中。
Writer类可以方便地将数据写入文件、网络流等。

缺点

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。
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：

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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：

导入需要使用的包：

import java.io.*;

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。
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");

调用 write() 方法将要写入的字符串写入文件。

writer.write("hello world，jym！！！");

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。
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。

☀️建议/推荐你

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