字符输入流Reader组成结构

本篇将对JAVA I/O流中的字符输入流Reader做个简单的概括:

总得来说，每个字符输入流类都有一个对应的用途，如下：

    • 字符流基类：Reader
    • 字节流转字符流：InputStreamReader                //读取字节输入流中的字符
    • 字符文件读取相关：FileReader                          //读取文件中的字符
    • 字符数组转字符流：CharArrayReader                //读取字符数组中的字符
    • 线程内部通信(管道)：PipedReader                    //读取管道中的字符
    • 字符串转字符流：StringReader                        //读取字符串中的字符
    • 缓冲流：BufferedReader                                //可装饰其它字符输入流，增加缓冲功能
    • 过滤流：FilterReader                                     //可装饰其它字符输入流，增加过滤功能
    • Parse Input：PushbackReader(可以回退读取)、LineNumberReader(显示行号)   //可装饰其它字符输入流，增加回退读取和显示行号功能

再看下Reader的组成结构(下图)；

下面将对各个字符输入流做个详细介绍；

InputStreamReader

InputStreamReader继承字符流抽象类Reader，每个构造方法都包含一个字节流InputStream入参，功能显而易见，就是通过字节流InputStream得到字符流；

PS：无论是构造方法里对字节流的处理（StreamDecoder.forInputStreamReader），还是字符流的读取（StreamDecoder.read），底层都是通过StreamDecoder类实现的，有兴趣的可以深入了解~

举个例子，如下，为方便阅读，不做异常处理：

package io;

import java.io.IOException;

import java.io.InputStreamReader;

import java.io.Reader;

public class IOTest {

    public static void main(String[] args) throws IOException  {

        //通过“标准”字节输入流得到一个字符输入流

        Reader reader = new InputStreamReader(System.in);

        //读取一个字符并打印

        System.out.println((char)reader.read());

        //关闭流

        reader.close();

    }

}

//输出示例

//键盘输入0

//显示0

FileReader

FileReader继承字符流InputStreamReader，通过本地字符文件得到字符流，查看其构造方法，都是先根据传入的参数生成一个FileInputStream字节流对象，然后调用父类InputStreamReader的构造方法得到字符流；

举个简单的例子：

package io;

import java.io.FileReader;

import java.io.IOException;

import java.io.Reader;

public class IOTest {

    public static void main(String[] args) throws IOException  {

        //读取本地文件，得到字符流

        Reader reader = new FileReader("C:\\test.txt");

        //读取一个字符并打印

        System.out.println((char)reader.read());

        //关闭流

        reader.close();

    }

}

CharArrayReader

CharArrayReader可以让我们通过字符数组得到字符流，构造方法如下

查看源码，可以发现在CharArrayReader里面直接使用外部字符数组的引用，也就是说，即使得到字符流对象后，当改变外部数组时，通过流读取的字符也会改变，如下代码实例：

package io;

import java.io.CharArrayReader;

import java.io.IOException;

import java.io.Reader;

public class IOTest {

    public static void main(String[] args) throws IOException  {

        //字符数组

        char[] charArr = new char[]{'a', 'b', 'c'};

        //通过内存中的字符数组，得到字符流

        Reader reader = new CharArrayReader(charArr);

        //改变数组charArr的元素值

        charArr[0] = 'e';

        //读取一个字符并打印

        System.out.println((char)reader.read());//打印改变后的字符'e'

        //关闭流

        reader.close();

    }

}

PipedReader

可以通过PipedWriter和PipedReader创建字符流管道，线程间可以通过管道进行通信，注意：一定要同一个JVM中的两个线程；

PipedReader一般是要和PipedWriter配合使用的，其中一个线程通过PipedWriter往管道写数据，另一个线程通过管道读数据，注意读写都会阻塞线程，如下示例：

package io;

import java.io.IOException;

import java.io.PipedReader;

import java.io.PipedWriter;

import java.util.concurrent.ExecutorService;

import java.util.concurrent.Executors;

public class IOTest {

    public static void main(String[] args) throws IOException {

        final PipedWriter pw = new PipedWriter();

        final PipedReader pr = new PipedReader(pw);

        ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(2);

        es.execute(new Runnable() {

            @Override

            public void run() {

                try {

                    pw.write("hello~");

                } catch (IOException e) {

                    e.printStackTrace();

                }

            }

        });

        es.execute(new Runnable() {

            @Override

            public void run() {

                char[] cbuffer = new char[6];

                try {

                    // 会导致线程阻塞

                    pr.read(cbuffer, 0, 6);

                } catch (IOException e) {

                    e.printStackTrace();

                }

                System.out.println(cbuffer);

            }

        });

    }

}

BufferedReader

这个字符流可以用来装饰其它字符输入流，可以为其它字符输入流提供字符缓冲区，避免每次从外部媒介中读取数据，这里用到了设计模式里的装饰器模式，可以参考我之前写的，

http://www.cnblogs.com/chenpi/p/5173818.html

被装饰的字符流可以有更多的行为，比如readLine方法等；

举个使用的例子，读取外部文件：

package io;

import java.io.BufferedReader;

import java.io.FileReader;

import java.io.IOException;

public class IOTest {

    public static void main(String[] args) throws IOException  {

        //读取本地文件，得到字符流，这里设定缓冲区大小为10k

        BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("C:\\test.txt"), 10 * 1024);

        //读取一行

        System.out.println(reader.readLine());

        System.out.println(reader.readLine());

        System.out.println(reader.readLine());

        //关闭流

        reader.close();

    }

}

LineNumberReader

继承BufferedReader，除了BufferedReader提供的功能外，还多了获取行号信息，

注意，LineNumberReader的setLineNumber方法并不能实现流的跳跃读取

举个例子

package io;

import java.io.FileReader;

import java.io.IOException;

import java.io.LineNumberReader;

public class IOTest {

    public static void main(String[] args) throws IOException  {

        //读取本地文件，得到字符流，这里设定缓冲区大小为10k

        LineNumberReader reader = new LineNumberReader(new FileReader("C:\\test.txt"), 10 * 1024);

        System.out.println(reader.getLineNumber());//打印当前行号

        System.out.println(reader.readLine());//读取一行

        System.out.println(reader.getLineNumber());

        System.out.println(reader.readLine());//读取一行

        //关闭流

        reader.close();

    }

}

FilterReader

抽象类FilterReader是实现自定义过滤输入字符流的基类，从源码的实现上来看，仅仅只是简单覆盖了Reader中的所有方法，感觉没什么卵用，因为已经有一个抽象类Reader了；

PushbackReader

简单的说，PushbackReader字符流允许你在读取字符的过程中，通过调用unread方法往缓冲区插入字符，下次读取的时候，先从缓冲区读数据,缓冲区没数据再从流中读取；

该类同样使用了装饰器模式；

一般可以用PushbackReader完成读取回退功能，比如把之前读取的字符通过调用unread方法插入到缓冲区中，下次再读取的时候，就又可以读取到之前的数据了；

举个例子如下：

package io;

import java.io.FileReader;

import java.io.IOException;

import java.io.PushbackReader;

public class IOTest {

    public static void main(String[] args) throws IOException {

        // 读取本地文件，得到字符流，这里设定缓冲区大小为1024k

        PushbackReader reader = new PushbackReader(new FileReader("C:\\test.txt"), 1024);

        // 读取一个字符

        char a = (char) reader.read();

        System.out.println(a);

        // 将读取的字符推回到流中

        // 其实说的简单点，就是将字符a存到缓冲区中，下次读取的时候先从缓冲区读数据,缓冲区没数据再从流中读取

        reader.unread(a);

        // 重新读取之前的字（在缓冲区中）

        System.out.println((char) reader.read());

        // 从流中读取数据

        System.out.println((char) reader.read());

        // 关闭流

        reader.close();

    }

}

StringReader

将字符串转为字符输入流，比较简单，看个使用例子如下：

package io;

import java.io.IOException;

import java.io.StringReader;

public class IOTest {

    public static void main(String[] args) throws IOException {

        // 通过字符串，得到字符流

        StringReader reader = new StringReader("hello~");

        // 从流中读取数据

        char[] cbuf = new char[6];

        reader.read(cbuf, 0, 6);

        System.out.println(cbuf);

        // 关闭流

        reader.close();

    }

}

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