在 Java 中操作文件的方法本質(zhì)上只有兩種：字符流和字節(jié)流，而字節(jié)流和字符流的實(shí)現(xiàn)類(lèi)又有很多，因此在文件寫(xiě)入時(shí)我們就可以選擇各種各樣的類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)。我們本文就來(lái)盤(pán)點(diǎn)一下這些方法，順便測(cè)試一下它們性能，以便為我們選出最優(yōu)的寫(xiě)入方法。

在正式開(kāi)始之前，我們先來(lái)了解幾個(gè)基本的概念：流、字節(jié)流和字符流的定義與區(qū)別。

0.什么是流？

Java 中的“流”是一種抽象的概念，也是一種比喻，就好比水流一樣，水流是從一端流向另一端的，而在 Java 中的“水流”就是數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)會(huì)從一端“流向”另一端。

根據(jù)流的方向性，我們可以將流分為輸入流和輸出流，當(dāng)程序需要從數(shù)據(jù)源中讀入數(shù)據(jù)的時(shí)候就會(huì)開(kāi)啟一個(gè)輸入流，相反，寫(xiě)出數(shù)據(jù)到某個(gè)數(shù)據(jù)源目的地的時(shí)候也會(huì)開(kāi)啟一個(gè)輸出流，數(shù)據(jù)源可以是文件、內(nèi)存或者網(wǎng)絡(luò)等。

1.什么是字節(jié)流？

字節(jié)流的基本單位為字節(jié)（Byte），一個(gè)字節(jié)通常為 8 位，它是用來(lái)處理二進(jìn)制（數(shù)據(jù)）的。字節(jié)流有兩個(gè)基類(lèi)：InputStream（輸入字節(jié)流）和 OutputStream（輸出字節(jié)流）。

常用字節(jié)流的繼承關(guān)系圖如下圖所示：其中 InputStream 用于讀操作，而 OutputStream 用于寫(xiě)操作。

2.什么是字符流？

字符流的基本單位為 Unicode，大小為兩個(gè)字節(jié)（Byte），它通常用來(lái)處理文本數(shù)據(jù)。字符流的兩個(gè)基類(lèi)：Reader（輸入字符流）和 Writer（輸出字符流）。

常用字符流的繼承關(guān)系圖如下圖所示：

3.流的分類(lèi)

流可以根據(jù)不同的維度進(jìn)行分類(lèi)，比如可以根據(jù)流的方向進(jìn)行分類(lèi)，也可以根據(jù)傳輸?shù)膯挝贿M(jìn)行分類(lèi)，還可以根據(jù)流的功能進(jìn)行分類(lèi)，比如以下幾個(gè)。

① 按流向分類(lèi)

• 輸出流：OutputStream 和 Writer?為基類(lèi)。
• 輸入流：InputStream 和 Reader 為基類(lèi)。

② 根據(jù)傳輸數(shù)據(jù)單位分類(lèi)

• 字節(jié)流：OutputStream 和 InputStream 為基類(lèi)。
• 字符流：Writer?和 Reader?為基類(lèi)。

③ 根據(jù)功能分類(lèi)

• 字節(jié)流：可以從或向一個(gè)特定的地方（節(jié)點(diǎn)）讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。
• 處理流：是對(duì)一個(gè)已存在的流的連接和封裝，通過(guò)所封裝的流的功能調(diào)用實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀寫(xiě)。

PS：我們通常是以傳輸數(shù)據(jù)的單位來(lái)為流進(jìn)行分類(lèi)。

4.寫(xiě)文件的6種方法

寫(xiě)入文件的方法主要源于字符流 Writer?和輸出字節(jié)流 OutputStream?的子類(lèi)，如下圖所示：

以上標(biāo)注?號(hào)的類(lèi)就是用來(lái)實(shí)現(xiàn)文件寫(xiě)入的類(lèi)，除此之外，在 JDK 1.7 中還提供了 Files?類(lèi)用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)文件的各種操作，接下來(lái)我們分別來(lái)看。

方法 1：FileWriter

FileWriter?屬于「字符流」體系中的一員，也是文件寫(xiě)入的基礎(chǔ)類(lèi)，它包含 5 個(gè)構(gòu)造函數(shù)，可以傳遞一個(gè)具體的文件位置，或者 File?對(duì)象，第二參數(shù)表示是否要追加文件，默認(rèn)值為 false 表示重寫(xiě)文件內(nèi)容，而非追加文件內(nèi)容（關(guān)于如何追加文件，我們后面會(huì)講）。

FileWriter 類(lèi)的實(shí)現(xiàn)如下：

/**
??*?方法 1：使用 FileWriter 寫(xiě)文件
??*?@param?filepath?文件目錄
??*?@param?content??待寫(xiě)入內(nèi)容
??*?@throws?IOException
??*/
public?static?void?fileWriterMethod(String?filepath,?String?content)?throws?IOException?{
????try?(FileWriter?fileWriter?=?new?FileWriter(filepath))?{
????????fileWriter.append(content);
????}
}

只需要傳入具體的文件路徑和待寫(xiě)入的內(nèi)容即可，調(diào)用代碼如下：

public?static?void?main(String[]?args)?{
????fileWriterMethod("/Users/mac/Downloads/io_test/write1.txt",?"哈嘍,Java中文社群.");
}

然后我們打開(kāi)寫(xiě)入的文件，實(shí)現(xiàn)結(jié)果如下：

關(guān)于資源釋放的問(wèn)題：在 JDK 7 以上的版本，我們只需要使用 try-with-resource 的方式就可以實(shí)現(xiàn)資源的釋放，就比如使用 try (FileWriter fileWriter = new FileWriter(filepath)) {...} 就可以實(shí)現(xiàn) FileWriter 資源的自動(dòng)釋放。

方法 2：BufferedWriter

BufferedWriter?也屬于字符流體系的一員，與 FileWriter?不同的是 BufferedWriter 自帶緩沖區(qū)，因此它寫(xiě)入文件的性能更高（下文會(huì)對(duì)二者進(jìn)行測(cè)試）。

小知識(shí)點(diǎn)：緩沖區(qū)

緩沖區(qū)又稱(chēng)為緩存，它是內(nèi)存空間的一部分。也就是說(shuō)，在內(nèi)存空間中預(yù)留了一定的存儲(chǔ)空間，這些存儲(chǔ)空間用來(lái)緩沖輸入或輸出的數(shù)據(jù)，這部分預(yù)留的空間就叫做緩沖區(qū)。

緩沖區(qū)的優(yōu)勢(shì)以文件流的寫(xiě)入為例，如果我們不使用緩沖區(qū)，那么每次寫(xiě)操作 CPU 都會(huì)和低速存儲(chǔ)設(shè)備也就是磁盤(pán)進(jìn)行交互，那么整個(gè)寫(xiě)入文件的速度就會(huì)受制于低速的存儲(chǔ)設(shè)備（磁盤(pán)）。但如果使用緩沖區(qū)的話，每次寫(xiě)操作會(huì)先將數(shù)據(jù)保存在高速緩沖區(qū)內(nèi)存上，當(dāng)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)到達(dá)某個(gè)閾值之后，再將文件一次性寫(xiě)入到磁盤(pán)上。因?yàn)閮?nèi)存的寫(xiě)入速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于磁盤(pán)的寫(xiě)入速度，所以當(dāng)有了緩沖區(qū)之后，文件的寫(xiě)入速度就被大大提升了。

了解了緩存區(qū)的優(yōu)點(diǎn)之后，咱們回到本文的主題，接下來(lái)我們用 BufferedWriter 來(lái)文件的寫(xiě)入，實(shí)現(xiàn)代碼如下：

/**
?*?方法 2：使用 BufferedWriter 寫(xiě)文件
?*?@param?filepath?文件目錄
?*?@param?content??待寫(xiě)入內(nèi)容
?*?@throws?IOException
?*/
public?static?void?bufferedWriterMethod(String?filepath,?String?content)?throws?IOException?{
????try?(BufferedWriter?bufferedWriter?=?new?BufferedWriter(new?FileWriter(filepath)))?{
????????bufferedWriter.write(content);
????}
}

調(diào)用代碼和方法 1 類(lèi)似，這里就不再贅述了。

方法 3：PrintWriter

PrintWriter?也屬于字符流體系中的一員，它雖然叫“字符打印流”，但使用它也可以實(shí)現(xiàn)文件的寫(xiě)入，實(shí)現(xiàn)代碼如下：

/**
?*?方法 3：使用 PrintWriter 寫(xiě)文件
?*?@param?filepath?文件目錄
?*?@param?content??待寫(xiě)入內(nèi)容
?*?@throws?IOException
?*/
public?static?void?printWriterMethod(String?filepath,?String?content)?throws?IOException?{
????try?(PrintWriter?printWriter?=?new?PrintWriter(new?FileWriter(filepath)))?{
????????printWriter.print(content);
????}
}

從上述代碼可以看出，無(wú)論是 PrintWriter 還是 BufferedWriter 都必須基于 FileWriter?類(lèi)來(lái)完成調(diào)用。

方法 4：FileOutputStream

上面 3 個(gè)示例是關(guān)于字符流寫(xiě)入文件的一些操作，而接下來(lái)我們將使用字節(jié)流來(lái)完成文件寫(xiě)入。我們將使用 String?自帶的 getBytes() 方法先將字符串轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制文件，然后再進(jìn)行文件寫(xiě)入，它的實(shí)現(xiàn)代碼如下：

/**
?*?方法 4：使用 FileOutputStream 寫(xiě)文件
?*?@param?filepath?文件目錄
?*?@param?content??待寫(xiě)入內(nèi)容
?*?@throws?IOException
?*/
public?static?void?fileOutputStreamMethod(String?filepath,?String?content)?throws?IOException?{
????try?(FileOutputStream?fileOutputStream?=?new?FileOutputStream(filepath))?{
????????byte[]?bytes?=?content.getBytes();
????????fileOutputStream.write(bytes);
????}
}

方法 5：BufferedOutputStream

BufferedOutputStream?屬于字節(jié)流體系中的一員，與 FileOutputStream?不同的是，它自帶了緩沖區(qū)的功能，因此性能更好，它的實(shí)現(xiàn)代碼如下：

/**
?*?方法 5：使用 BufferedOutputStream 寫(xiě)文件
?*?@param?filepath?文件目錄
?*?@param?content??待寫(xiě)入內(nèi)容
?*?@throws?IOException
?*/
public?static?void?bufferedOutputStreamMethod(String?filepath,?String?content)?throws?IOException?{
????try?(BufferedOutputStream?bufferedOutputStream?=?new?BufferedOutputStream(
????????????new?FileOutputStream(filepath)))?{
????????bufferedOutputStream.write(content.getBytes());
????}
}

方法 6：Files

接下來(lái)的操作方法和之前的代碼都不同，接下來(lái)咱們就使用 JDK 7 中提供的一個(gè)新的文件操作類(lèi) Files?來(lái)實(shí)現(xiàn)文件的寫(xiě)入。

Files?類(lèi)是 JDK 7 添加的新的操作文件的類(lèi)，它提供了提供了大量處理文件的方法，例如文件復(fù)制、讀取、寫(xiě)入，獲取文件屬性、快捷遍歷文件目錄等，這些方法極大的方便了文件的操作，它的實(shí)現(xiàn)代碼如下：

/**
?*?方法 6：使用 Files 寫(xiě)文件
?*?@param?filepath?文件目錄
?*?@param?content??待寫(xiě)入內(nèi)容
?*?@throws?IOException
?*/
public?static?void?filesTest(String?filepath,?String?content)?throws?IOException?{
????Files.write(Paths.get(filepath),?content.getBytes());
}

以上這些方法都可以實(shí)現(xiàn)文件的寫(xiě)入，那哪一種方法性能更高呢？接下來(lái)我們來(lái)測(cè)試一下。

5.性能測(cè)試

我們先來(lái)構(gòu)建一個(gè)比較大的字符串，然后分別用以上 6 種方法來(lái)測(cè)試文件寫(xiě)入的速度，最后再把結(jié)果打印出來(lái)，測(cè)試代碼如下：

import?java.io.*;
import?java.nio.file.Files;
import?java.nio.file.Paths;

public?class?WriteExample?{
????public?static?void?main(String[]?args)?throws?IOException?{
????????//?構(gòu)建寫(xiě)入內(nèi)容
????????StringBuilder?stringBuilder?=?new?StringBuilder();
????????for?(int?i?=?0;?i?1000000;?i++)?{
????????????stringBuilder.append("ABCDEFGHIGKLMNOPQRSEUVWXYZ");
????????}
????????//?寫(xiě)入內(nèi)容
????????final?String?content?=?stringBuilder.toString();
????????//?存放文件的目錄
????????final?String?filepath1?=?"/Users/mac/Downloads/io_test/write1.txt";
????????final?String?filepath2?=?"/Users/mac/Downloads/io_test/write2.txt";
????????final?String?filepath3?=?"/Users/mac/Downloads/io_test/write3.txt";
????????final?String?filepath4?=?"/Users/mac/Downloads/io_test/write4.txt";
????????final?String?filepath5?=?"/Users/mac/Downloads/io_test/write5.txt";
????????final?String?filepath6?=?"/Users/mac/Downloads/io_test/write6.txt";

????????//?方法一:使用?FileWriter?寫(xiě)文件
????????long?stime1?=?System.currentTimeMillis();
????????fileWriterTest(filepath1,?content);
????????long?etime1?=?System.currentTimeMillis();
????????System.out.println("FileWriter?寫(xiě)入用時(shí):"?+?(etime1?-?stime1));

????????//?方法二:使用?BufferedWriter?寫(xiě)文件
????????long?stime2?=?System.currentTimeMillis();
????????bufferedWriterTest(filepath2,?content);
????????long?etime2?=?System.currentTimeMillis();
????????System.out.println("BufferedWriter?寫(xiě)入用時(shí):"?+?(etime2?-?stime2));

????????//?方法三:使用?PrintWriter?寫(xiě)文件
????????long?stime3?=?System.currentTimeMillis();
????????printWriterTest(filepath3,?content);
????????long?etime3?=?System.currentTimeMillis();
????????System.out.println("PrintWriterTest?寫(xiě)入用時(shí):"?+?(etime3?-?stime3));

????????//?方法四:使用?FileOutputStream??寫(xiě)文件
????????long?stime4?=?System.currentTimeMillis();
????????fileOutputStreamTest(filepath4,?content);
????????long?etime4?=?System.currentTimeMillis();
????????System.out.println("FileOutputStream?寫(xiě)入用時(shí):"?+?(etime4?-?stime4));

????????//?方法五:使用?BufferedOutputStream?寫(xiě)文件
????????long?stime5?=?System.currentTimeMillis();
????????bufferedOutputStreamTest(filepath5,?content);
????????long?etime5?=?System.currentTimeMillis();
????????System.out.println("BufferedOutputStream?寫(xiě)入用時(shí):"?+?(etime5?-?stime5));

????????//?方法六:使用?Files?寫(xiě)文件
????????long?stime6?=?System.currentTimeMillis();
????????filesTest(filepath6,?content);
????????long?etime6?=?System.currentTimeMillis();
????????System.out.println("Files?寫(xiě)入用時(shí):"?+?(etime6?-?stime6));

????}

????/**
?????*?方法六:使用?Files?寫(xiě)文件
?????*?@param?filepath?文件目錄
?????*?@param?content??待寫(xiě)入內(nèi)容
?????*?@throws?IOException
?????*/
????private?static?void?filesTest(String?filepath,?String?content)?throws?IOException?{
????????Files.write(Paths.get(filepath),?content.getBytes());
????}

????/**
?????*?方法五:使用?BufferedOutputStream?寫(xiě)文件
?????*?@param?filepath?文件目錄
?????*?@param?content??待寫(xiě)入內(nèi)容
?????*?@throws?IOException
?????*/
????private?static?void?bufferedOutputStreamTest(String?filepath,?String?content)?throws?IOException?{
????????try?(BufferedOutputStream?bufferedOutputStream?=?new?BufferedOutputStream(
????????????????new?FileOutputStream(filepath)))?{
????????????bufferedOutputStream.write(content.getBytes());
????????}
????}

????/**
?????*?方法四:使用?FileOutputStream??寫(xiě)文件
?????*?@param?filepath?文件目錄
?????*?@param?content??待寫(xiě)入內(nèi)容
?????*?@throws?IOException
?????*/
????private?static?void?fileOutputStreamTest(String?filepath,?String?content)?throws?IOException?{
????????try?(FileOutputStream?fileOutputStream?=?new?FileOutputStream(filepath))?{
????????????byte[]?bytes?=?content.getBytes();
????????????fileOutputStream.write(bytes);
????????}
????}

????/**
?????*?方法三:使用?PrintWriter?寫(xiě)文件
?????*?@param?filepath?文件目錄
?????*?@param?content??待寫(xiě)入內(nèi)容
?????*?@throws?IOException
?????*/
????private?static?void?printWriterTest(String?filepath,?String?content)?throws?IOException?{
????????try?(PrintWriter?printWriter?=?new?PrintWriter(new?FileWriter(filepath)))?{
????????????printWriter.print(content);
????????}
????}

????/**
?????*?方法二:使用?BufferedWriter?寫(xiě)文件
?????*?@param?filepath?文件目錄
?????*?@param?content??待寫(xiě)入內(nèi)容
?????*?@throws?IOException
?????*/
????private?static?void?bufferedWriterTest(String?filepath,?String?content)?throws?IOException?{
????????try?(BufferedWriter?bufferedWriter?=?new?BufferedWriter(new?FileWriter(filepath)))?{
????????????bufferedWriter.write(content);
????????}
????}

????/**
?????*?方法一:使用?FileWriter?寫(xiě)文件
?????*?@param?filepath?文件目錄
?????*?@param?content??待寫(xiě)入內(nèi)容
?????*?@throws?IOException
?????*/
????private?static?void?fileWriterTest(String?filepath,?String?content)?throws?IOException?{
????????try?(FileWriter?fileWriter?=?new?FileWriter(filepath))?{
????????????fileWriter.append(content);
????????}
????}
}

在查看結(jié)果之前，我們先去對(duì)應(yīng)的文件夾看看寫(xiě)入的文件是否正常，如下圖所示：

從上述結(jié)果可以看出，每種方法都正常寫(xiě)入了 26 MB 的數(shù)據(jù)，它們最終執(zhí)行的結(jié)果如下圖所示：

從以上結(jié)果可以看出，字符流的操作速度最快，這是因?yàn)槲覀儽敬螠y(cè)試的代碼操作的是字符串，所以在使用字節(jié)流時(shí)，需要先將字符串轉(zhuǎn)換為字節(jié)流，因此在執(zhí)行效率上不占優(yōu)勢(shì)。

從上述結(jié)果可以看出，性能最好的是帶有緩沖區(qū)的字符串寫(xiě)入流 BufferedWriter，性能最慢的是 Files。

PS：以上的測(cè)試結(jié)果只是針對(duì)字符串的操作場(chǎng)景有效，如果操作的是二進(jìn)制的文件，那么就應(yīng)該使用帶緩沖區(qū)的字節(jié)流 BufferedOutputStream。

6.擴(kuò)展知識(shí)：內(nèi)容追加

以上代碼會(huì)對(duì)文件進(jìn)行重寫(xiě)，如果只想在原有的基礎(chǔ)上追加內(nèi)容，就需要在創(chuàng)建寫(xiě)入流的時(shí)候多設(shè)置一個(gè) append?的參數(shù)為 true，比如如果我們使用 FileWriter?來(lái)實(shí)現(xiàn)文件的追加的話，實(shí)現(xiàn)代碼是這樣的：

public?static?void?fileWriterMethod(String?filepath,?String?content)?throws?IOException?{
????//?第二個(gè)?append?的參數(shù)傳遞一個(gè)?true?=?追加文件的意思
????try?(FileWriter?fileWriter?=?new?FileWriter(filepath,?true))?{
????????fileWriter.append(content);
????}
}

如果使用的是 BufferedWriter?或 PrintWriter，也是需要在構(gòu)建 new FileWriter?類(lèi)時(shí)多設(shè)置一個(gè) append 的參數(shù)為 true，實(shí)現(xiàn)代碼如下：

try?(BufferedWriter?bufferedWriter?=?new?BufferedWriter(
????new?FileWriter(filepath,?true)))?{
????bufferedWriter.write(content);
}

相比來(lái)說(shuō) Files 類(lèi)要想實(shí)現(xiàn)文件的追加寫(xiě)法更加特殊一些，它需要在調(diào)用 write 方法時(shí)多傳一個(gè) StandardOpenOption.APPEND 的參數(shù)，它的實(shí)現(xiàn)代碼如下：

Files.write(Paths.get(filepath),?content.getBytes(),?StandardOpenOption.APPEND);

7.總結(jié)

本文我們展示了 6 種寫(xiě)入文件的方法，這 6 種方法總共分為 3 類(lèi)：字符流寫(xiě)入、字節(jié)流寫(xiě)入和 Files?類(lèi)寫(xiě)入。其中操作最便利的是 Files 類(lèi)，但它的性能不怎么好。如果對(duì)性能有要求就推薦使用帶有緩存區(qū)的流來(lái)完成操作，如 BufferedWriter?或 BufferedOutputStream。如果寫(xiě)入的內(nèi)容是字符串的話，那么推薦使用 BufferedWriter，如果寫(xiě)入的內(nèi)容是二進(jìn)制文件的話就推薦使用 BufferedOutputStream。

參考 & 鳴謝

https://www.cnblogs.com/absfree/p/5415092.html