java io系列21之 InputStreamReader和OutputStreamWriter

InputStreamReader和OutputStreamWriter 是字节流通向字符流的桥梁：它使用指定的 charset 读写字节并将其解码为字符。
InputStreamReader 的作用是将“字节输入流”转换成“字符输入流”。它继承于Reader。
OutputStreamWriter 的作用是将“字节输出流”转换成“字符输出流”。它继承于Writer。

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更多内容请参考：java io系列01之 "目录"

InputStreamReader和OutputStreamWriter源码分析

1. InputStreamReader 源码(基于jdk1.7.40)

 package java.io;

 import java.nio.charset.Charset;
 import java.nio.charset.CharsetDecoder;
 import sun.nio.cs.StreamDecoder;

 // 将“字节输入流”转换成“字符输入流”
 public class InputStreamReader extends Reader {

     private final StreamDecoder sd;

     // 根据in创建InputStreamReader，使用默认的编码
     public InputStreamReader(InputStream in) {
         super(in);
         try {
             sd = StreamDecoder.forInputStreamReader(in, this, (String)null); // ## check lock object
         } catch (UnsupportedEncodingException e) {
             // The default encoding should always be available
             throw new Error(e);
         }
     }

     // 根据in创建InputStreamReader，使用编码charsetName(编码名)
     public InputStreamReader(InputStream in, String charsetName)
         throws UnsupportedEncodingException
     {
         super(in);
         if (charsetName == null)
             throw new NullPointerException("charsetName");
         sd = StreamDecoder.forInputStreamReader(in, this, charsetName);
     }

     // 根据in创建InputStreamReader，使用编码cs
     public InputStreamReader(InputStream in, Charset cs) {
         super(in);
         if (cs == null)
             throw new NullPointerException("charset");
         sd = StreamDecoder.forInputStreamReader(in, this, cs);
     }

     // 根据in创建InputStreamReader，使用解码器dec
     public InputStreamReader(InputStream in, CharsetDecoder dec) {
         super(in);
         if (dec == null)
             throw new NullPointerException("charset decoder");
         sd = StreamDecoder.forInputStreamReader(in, this, dec);
     }

     // 获取解码器
     public String getEncoding() {
         return sd.getEncoding();
     }

     // 读取并返回一个字符
     public int read() throws IOException {
         return sd.read();
     }

     // 将InputStreamReader中的数据写入cbuf中，从cbuf的offset位置开始写入，写入长度是length
     public int read(char cbuf[], int offset, int length) throws IOException {
         return sd.read(cbuf, offset, length);
     }

     // 能否从InputStreamReader中读取数据
     public boolean ready() throws IOException {
         return sd.ready();
     }

     // 关闭InputStreamReader
     public void close() throws IOException {
         sd.close();
     }
 }

2. OutputStreamWriter 源码(基于jdk1.7.40)

 package java.io;

 import java.nio.charset.Charset;
 import java.nio.charset.CharsetEncoder;
 import sun.nio.cs.StreamEncoder;

 // 将“字节输出流”转换成“字符输出流”
 public class OutputStreamWriter extends Writer {

     private final StreamEncoder se;

     // 根据out创建OutputStreamWriter，使用编码charsetName(编码名)
     public OutputStreamWriter(OutputStream out, String charsetName)
         throws UnsupportedEncodingException
     {
         super(out);
         if (charsetName == null)
             throw new NullPointerException("charsetName");
         se = StreamEncoder.forOutputStreamWriter(out, this, charsetName);
     }

     // 根据out创建OutputStreamWriter，使用默认的编码
     public OutputStreamWriter(OutputStream out) {
         super(out);
         try {
             se = StreamEncoder.forOutputStreamWriter(out, this, (String)null);
         } catch (UnsupportedEncodingException e) {
             throw new Error(e);
         }
     }

     // 根据out创建OutputStreamWriter，使用编码cs
     public OutputStreamWriter(OutputStream out, Charset cs) {
         super(out);
         if (cs == null)
             throw new NullPointerException("charset");
         se = StreamEncoder.forOutputStreamWriter(out, this, cs);
     }

     // 根据out创建OutputStreamWriter，使用编码器enc
     public OutputStreamWriter(OutputStream out, CharsetEncoder enc) {
         super(out);
         if (enc == null)
             throw new NullPointerException("charset encoder");
         se = StreamEncoder.forOutputStreamWriter(out, this, enc);
     }java io系列01之 "目录"

     // 获取编码器enc
     public String getEncoding() {
         return se.getEncoding();
     }

     // 刷新缓冲区
     void flushBuffer() throws IOException {
         se.flushBuffer();
     }

     // 将单个字符写入到OutputStreamWriter中
     public void write(int c) throws IOException {
         se.write(c);
     }

     // 将字符数组cbuf从off开始的数据写入到OutputStreamWriter中，写入长度是len
     public void write(char cbuf[], int off, int len) throws IOException {
         se.write(cbuf, off, len);
     }

     // 将字符串str从off开始的数据写入到OutputStreamWriter中，写入长度是len
     public void write(String str, int off, int len) throws IOException {
         se.write(str, off, len);
     }java io系列01之 "目录"

     // 刷新“输出流”
     // 它与flushBuffer()的区别是：flushBuffer()只会刷新缓冲，而flush()是刷新流，flush()包括了flushBuffer。
     public void flush() throws IOException {
         se.flush();
     }

     // 关闭“输出流”
     public void close() throws IOException {
         se.close();
     }
 }

说明：

OutputStreamWriter 作用和原理都比较简单。
作用就是将“字节输出流”转换成“字符输出流”。它的原理是，我们创建“字符输出流”对象时，会指定“字节输出流”以及“字符编码”。

示例程序

InputStreamReader和OutputStreamWriter的使用示例，参考源码(StreamConverter.java)：

 import java.io.File;
 import java.io.FileInputStream;
 import java.io.FileOutputStream;
 import java.io.OutputStreamWriter;;
 import java.io.InputStreamReader;
 import java.io.IOException;

 /**
  * InputStreamReader 和 OutputStreamWriter 测试程序
  *
  * @author skywang
  */
 public class StreamConverter {

     private static final String FileName = "file.txt";
     private static final String CharsetName = "utf-8";
     //private static final String CharsetName = "gb2312";

     public static void main(String[] args) {
         testWrite();
         testRead();
     }

     /**
      * OutputStreamWriter 演示函数
      *
      */
     private static void testWrite() {
         try {
             // 创建文件“file.txt”对应File对象
             File file = new File(FileName);
             // 创建FileOutputStream对应OutputStreamWriter：将字节流转换为字符流，即写入out1的数据会自动由字节转换为字符。
             OutputStreamWriter out1 = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(file), CharsetName);
             // 写入10个汉字
             out1.write("字节流转为字符流示例");
             // 向“文件中”写入"0123456789"+换行符
             out1.write("0123456789\n");

             out1.close();

         } catch(IOException e) {
             e.printStackTrace();
         }
     }

     /**
      * InputStreamReader 演示程序
      */
     private static void testRead() {
         try {
             // 方法1：新建FileInputStream对象
             // 新建文件“file.txt”对应File对象
             File file = new File(FileName);
             InputStreamReader in1 = new InputStreamReader(new FileInputStream(file), CharsetName);

             // 测试read()，从中读取一个字符
             char c1 = (char)in1.read();
             System.out.println("c1="+c1);

             // 测试skip(long byteCount)，跳过4个字符
             in1.skip(6);

             // 测试read(char[] cbuf, int off, int len)
             char[] buf = new char[10];
             in1.read(buf, 0, buf.length);
             System.out.println("buf="+(new String(buf)));

             in1.close();
         } catch(IOException e) {
             e.printStackTrace();
         }
     }
 }

运行结果：
c1=字
buf=流示例0123456
结果说明：
(01) testWrite() 的作用是将“内容写入到输出流”。写入的时候，会将写入的内容转换utf-8编码并写入。
(02) testRead() 的作用是将“内容读取到输入流”。读取的时候，会将内容转换成utf-8的内容转换成字节并读出来。
生成的文件utf-8的file.txt的16进制效果图如下：

将StreamConverter.java中的CharsetName修改为"gb2312"。运行程序，生产的file.txt的16进制效果图如下：