Java IO——字节流和字符流详解&区别对比

概述

大多数应用程序都需要实现与设备之间的数据传输，在Java中，将这种通过不同输入输出设备（例如：输入设备、内存、显示器、网络等）之间的数据传输抽象的表述为“流”，程序允许通过流的方式与输入输出设备进行数据传输。Java中的“流”都位于Java.io包中，称之为IO（输入输出）流。 IO流，即InputOutput的缩写。

Java IO库有两个支系：

面向字节流的InputStream和OutputStream
面向字符的Reader和Writer

java流在处理上分为字符流和字节流。实际上字节流的InputStream和OutputStream是一切的基础。实际总线中流动的只有字节流。需要对字节流做特殊解码才能得到字符流。Java中负责从字节流向字符流解码的桥梁是：InputStreamReader和InputStreamWriter。

字节流&字符流

大多数情况下，字节是数据最小的基本单位，1 byte = 8 bit，而 1 char = 2 byte = 16 bit。

流

在程序中所有的数据都是以流的方式进行传输或保存的，程序需要数据的时候要使用输入流读取数据，而当程序需要将一些数据保存起来的时候，就要使用输出流完成。程序中的输入输出都是以流的形式保存的，流中保存的实际上全都是字节文件。

Java中的流是对字节序列的抽象，我们可以想象有一个水管，只不过现在流动在水管中的不再是水，而是字节序列。和水流一样，Java中的流也具有一个“流动的方向”，通常可以从中读入一个字节序列的对象被称为输入流；能够向其写入一个字节序列的对象被称为输出流。

输入流是相对程序而言的，外部传入数据给程序需要借助输入流，而程序把数据传输到外部需要借助输出流。

字节流

Java中的字节流处理的最基本单位为单个字节，它通常用来处理二进制数据。Java中最基本的两个字节流类是InputStream和OutputStream，它们分别代表了最基本的输入字节流和输出字节流。InputStream是所有字节输入流的祖先，而OutputStream是所有字节输出流的祖先，它们都是抽象类。

字节流在默认情况下是不支持缓存的，字节流在操作时本身不会用到缓冲区（内存），是文件本身直接操作的，这意味着每调用一次read方法都会请求操作系统来读取一个字节，这往往会伴随着一次磁盘IO，因此效率会比较低。要使用内存缓冲区以提高读取的效率，我们应该使用BufferedInputStream。

需注意，使用BufferedOutputStream输出数据时如果没有关闭流，数据也是不会输出到文件当中的，即并不是所有字节流都不用到缓冲区，输入缓冲字节流BufferedInputStream和输出缓冲字节流BufferedOutputStream还是要用到缓冲区的。

字符流

Java中的字符流处理的最基本的单元是Unicode码元（大小2字节），它通常用来处理文本数据，例如字符、字符数组或字符串。Java中的String类型默认就把字符以Unicode规则编码而后存储在内存中。存储在磁盘上的数据通常有着各种各样的编码方式，不同的编码方式最终输出的字节内容是不同的，所以，字节流的读取和写入都要设置相应的编码方式。

由于字符流在输出前实际上是要完成Unicode码元序列到相应编码方式的字节序列的转换，所以它会使用内存缓冲区来存放转换后得到的字节序列，等待都转换完毕再一同写入磁盘文件中。

所有文件的储存是都是字节（byte）的储存，在磁盘上保留的并不是文件的字符而是先把字符编码成字节，再储存这些字节到磁盘。在读取文件（特别是文本文件）时，也是一个字节一个字节地读取以形成字节序列。

字节流和字符流的区别

字节流操作的基本单元为字节；字符流操作的基本单元为Unicode码元。
字节流默认不使用缓冲区；字符流使用缓冲区。
字节流在操作的时候本身是不会用到缓冲区的，是与文件本身直接操作的，所以字节流在操作文件时，即使不关闭资源，文件也能输出；字符流在操作的时候是使用到缓冲区的。如果字符流不调用close或flush方法，则不会输出任何内容。
字节流通常用于处理二进制数据，实际上它可以处理任意类型的数据，但它不支持直接写入或读取Unicode码元；字符流通常处理文本数据，它支持写入及读取Unicode码元。
字节流可用于任何类型的对象，包括二进制对象，而字符流只能处理字符或者字符串；字节流提供了处理任何类型的IO操作的功能，但它不能直接处理Unicode字符，而字符流就可以。

字节流和字符流的转换

字节流是最基本的，所有的InputStream和OutputStream的子类都是，主要用在处理二进制数据，它是按字节来处理的，但实际中很多的数据是文本，又提出了字符流的概念，它是按虚拟机的encode来处理，也就是要进行字符集的转化，这两个之间通过 InputStreamReader,OutputStreamWriter来关联，实际上是通过byte[]和String来关联。在从字节流转化为字符流时，实际上就是byte[]转化为String时，而在字符流转化为字节流时，实际上是String转化为byte[]时。

字符流处理的单元为2个字节的Unicode字符，分别操作字符、字符数组或字符串，而字节流处理单元为1个字节，操作字节和字节数组。所以字符流是由Java虚拟机将字节转化为2个字节的Unicode字符为单位的字符而成的，所以它对多国语言支持性比较好！如果是音频文件、图片、歌曲，就用字节流好点，如果是关系到中文（文本）的，用字符流好点。所有文件的储存是都是字节（byte）的储存，在磁盘上保留的并不是文件的字符而是先把字符编码成字节，再储存这些字节到磁盘。在读取文件（特别是文本文件）时，也是一个字节一个字节地读取以形成字节序列。

字节流可用于任何类型的对象，包括二进制对象，而字符流只能处理字符或者字符串；字节流提供了处理任何类型的IO操作的功能，但它不能直接处理Unicode字符，而字符流就可以。

字节流与字符流主要的区别是他们的的处理方式。