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)

 1 package java.io;
 2 
 3 import java.nio.charset.Charset;
 4 import java.nio.charset.CharsetDecoder;
 5 import sun.nio.cs.StreamDecoder;
 6 
 7 
 8 // 将“字节输入流”转换成“字符输入流”
 9 public class InputStreamReader extends Reader {
10 
11     private final StreamDecoder sd;
12 
13     // 根据in创建InputStreamReader，使用默认的编码
14     public InputStreamReader(InputStream in) {
15         super(in);
16         try {
17             sd = StreamDecoder.forInputStreamReader(in, this, (String)null); // ## check lock object
18         } catch (UnsupportedEncodingException e) {
19             // The default encoding should always be available
20             throw new Error(e);
21         }
22     }
23 
24     // 根据in创建InputStreamReader，使用编码charsetName(编码名)
25     public InputStreamReader(InputStream in, String charsetName)
26         throws UnsupportedEncodingException
27     {
28         super(in);
29         if (charsetName == null)
30             throw new NullPointerException("charsetName");
31         sd = StreamDecoder.forInputStreamReader(in, this, charsetName);
32     }
33 
34     // 根据in创建InputStreamReader，使用编码cs
35     public InputStreamReader(InputStream in, Charset cs) {
36         super(in);
37         if (cs == null)
38             throw new NullPointerException("charset");
39         sd = StreamDecoder.forInputStreamReader(in, this, cs);
40     }
41 
42     // 根据in创建InputStreamReader，使用解码器dec
43     public InputStreamReader(InputStream in, CharsetDecoder dec) {
44         super(in);
45         if (dec == null)
46             throw new NullPointerException("charset decoder");
47         sd = StreamDecoder.forInputStreamReader(in, this, dec);
48     }
49 
50     // 获取解码器
51     public String getEncoding() {
52         return sd.getEncoding();
53     }
54 
55     // 读取并返回一个字符
56     public int read() throws IOException {
57         return sd.read();
58     }
59 
60     // 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
61     public int read(char cbuf[], int offset, int length) throws IOException {
62         return sd.read(cbuf, offset, length);
63     }
64 
65     // 能否从InputStreamReader中读取数据
66     public boolean ready() throws IOException {
67         return sd.ready();
68     }
69 
70     // 关闭InputStreamReader
71     public void close() throws IOException {
72         sd.close();
73     }
74 }

2. OutputStreamWriter 源码(基于jdk1.7.40)

 1 package java.io;
 2 
 3 import java.nio.charset.Charset;
 4 import java.nio.charset.CharsetEncoder;
 5 import sun.nio.cs.StreamEncoder;
 6 
 7 // 将“字节输出流”转换成“字符输出流”
 8 public class OutputStreamWriter extends Writer {
 9 
10     private final StreamEncoder se;
11 
12     // 根据out创建OutputStreamWriter，使用编码charsetName(编码名)
13     public OutputStreamWriter(OutputStream out, String charsetName)
14         throws UnsupportedEncodingException
15     {
16         super(out);
17         if (charsetName == null)
18             throw new NullPointerException("charsetName");
19         se = StreamEncoder.forOutputStreamWriter(out, this, charsetName);
20     }
21 
22     // 根据out创建OutputStreamWriter，使用默认的编码
23     public OutputStreamWriter(OutputStream out) {
24         super(out);
25         try {
26             se = StreamEncoder.forOutputStreamWriter(out, this, (String)null);
27         } catch (UnsupportedEncodingException e) {
28             throw new Error(e);
29         }
30     }
31 
32     // 根据out创建OutputStreamWriter，使用编码cs
33     public OutputStreamWriter(OutputStream out, Charset cs) {
34         super(out);
35         if (cs == null)
36             throw new NullPointerException("charset");
37         se = StreamEncoder.forOutputStreamWriter(out, this, cs);
38     }
39 
40     // 根据out创建OutputStreamWriter，使用编码器enc
41     public OutputStreamWriter(OutputStream out, CharsetEncoder enc) {
42         super(out);
43         if (enc == null)
44             throw new NullPointerException("charset encoder");
45         se = StreamEncoder.forOutputStreamWriter(out, this, enc);
46     }java io系列01之 "目录"
47 
48     // 获取编码器enc
49     public String getEncoding() {
50         return se.getEncoding();
51     }
52 
53     // 刷新缓冲区
54     void flushBuffer() throws IOException {
55         se.flushBuffer();
56     }
57 
58     // 将单个字符写入到OutputStreamWriter中
59     public void write(int c) throws IOException {
60         se.write(c);
61     }
62 
63     // 将字符数组cbuf从off开始的数据写入到OutputStreamWriter中，写入长度是len
64     public void write(char cbuf[], int off, int len) throws IOException {
65         se.write(cbuf, off, len);
66     }
67 
68     // 将字符串str从off开始的数据写入到OutputStreamWriter中，写入长度是len
69     public void write(String str, int off, int len) throws IOException {
70         se.write(str, off, len);
71     }java io系列01之 "目录"
72 
73     // 刷新“输出流”
74     // 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。
75     public void flush() throws IOException {
76         se.flush();
77     }
78 
79     // 关闭“输出流”
80     public void close() throws IOException {
81         se.close();
82     }
83 }

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)：

 1 import java.io.File;
 2 import java.io.FileInputStream;
 3 import java.io.FileOutputStream;
 4 import java.io.OutputStreamWriter;;
 5 import java.io.InputStreamReader;
 6 import java.io.IOException;
 7 
 8 /**
 9  * InputStreamReader 和 OutputStreamWriter 测试程序
10  *
11  * @author skywang
12  */
13 public class StreamConverter {
14 
15     private static final String FileName = "file.txt";
16     private static final String CharsetName = "utf-8";
17     //private static final String CharsetName = "gb2312";
18 
19     public static void main(String[] args) {
20         testWrite();
21         testRead();
22     }
23 
24     /**
25      * OutputStreamWriter 演示函数
26      *
27      */
28     private static void testWrite() {
29         try {
30             // 创建文件“file.txt”对应File对象
31             File file = new File(FileName);
32             // 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。
33             OutputStreamWriter out1 = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(file), CharsetName);
34             // 写入10个汉字
35             out1.write("字节流转为字符流示例");
36             // 向“文件中”写入"0123456789"+换行符
37             out1.write("0123456789
");
38 
39             out1.close();
40 
41         } catch(IOException e) {
42             e.printStackTrace();
43         }
44     }
45 
46     /**
47      * InputStreamReader 演示程序
48      */
49     private static void testRead() {
50         try {
51             // 方法1：新建FileInputStream对象
52             // 新建文件“file.txt”对应File对象
53             File file = new File(FileName);
54             InputStreamReader in1 = new InputStreamReader(new FileInputStream(file), CharsetName);
55 
56             // 测试read()，从中读取一个字符
57             char c1 = (char)in1.read();
58             System.out.println("c1="+c1);
59 
60             // 测试skip(long byteCount)，跳过4个字符
61             in1.skip(6);
62 
63             // 测试read(char[] cbuf, int off, int len)
64             char[] buf = new char[10];
65             in1.read(buf, 0, buf.length);
66             System.out.println("buf="+(new String(buf)));
67 
68             in1.close();
69         } catch(IOException e) {
70             e.printStackTrace();
71         }
72     }
73 }

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：