一、明確字符和字節的概念

字節：1 byte = 8 bit
字符：1 char = 2 byte = 16 bit（java默認）

在計算機硬件層面，1 bit 是數據最小的單位。但是在大多數情況下，1 bit 存儲的信息太少，我們通常把 1 字節作為數據最小的基本單位。

而字符實際上也是對字節的一種包裝，那為什么還需要引入字符？
對于西方世界，使用英語等語種的國家來說，1字節有 256個符號編碼，對于26個英文字母加上常用的標點符號已經夠用了。這就是常用的ASCII 碼。
但是對于東方國家，中文，日文等文字，數量太多，1個字節根本沒有辦法表示所有的字符，所以引入了Unicode —— 統一編碼，而這種編碼的常規字符集就是使用2個字節，所以引入了字符的概念。

但是，從根本而言，一切都是字節流，字符流也是字節流的一種形式。

二、關于 java中字節流和字符流

2.1 字節流，字符流概念

Java中，讀取數據時，字節流的數據存儲單位是字節，會使用字節類型數組 byte[] 來保存數據，可以操作字節，字節數組。
而 字符流的存儲單位是字符，使用字符類數組 char[] 來保存數據，可以操作字符，字符數組或字符串。

2.2 java中的字節流，字符流相關API

Java 的I/O庫有兩個分支：

• 面向字節流的InputSteam和OutputStream
• 面向字符的Reader 和 wirter

InputStream

ByteArrayInputStream：把內存中的一個緩沖區作為 InputStream 使用 .
StringBufferInputStream： 把一個 String 對象作為 InputStream .
FileInputStream：把一個文件作為 InputStream ，實現對文件的讀取操作
PipedInputStream ：實現了 pipe 的概念，主要在線程中使用 . 管道輸入流是指一個通訊管道的接收端。
一個線程通過管道輸出流發送數據，而另一個線程通過管道輸入流讀取數據，這樣可實現兩個線程間的通訊。
SequenceInputStream ：把多個 InputStream 合并為一個 InputStream . “序列輸入流”類允許應用程序把幾個輸入流連續地合并起來，
并且使它們像單個輸入流一樣出現。每個輸入流依次被讀取，直到到達該流的末尾。

OutputStream

ByteArrayOutputStream ： 把信息存入內存中的一個緩沖區中 . 該類實現一個以字節數組形式寫入數據的輸出流。
FileOutputStream: 文件輸出流是向 File 或 FileDescriptor 輸出數據的一個輸出流。
PipedOutputStream: 管道輸出流是指一個通訊管道的發送端。 一個線程通過管道輸出流發送數據，
而另一個線程通過管道輸入流讀取數據，這樣可實現兩個線程間的通訊。

Reader

CharArrayReader ：與 ByteArrayInputStream 對應此類實現一個可用作字符輸入流的字符緩沖區
StringReader ： 與 StringBufferInputStream 對應其源為一個字符串的字符流。
FileReader ： 與 FileInputStream 對應
PipedReader ：與 PipedInputStream 對應

Writer

CharArrayWrite ： 與 ByteArrayOutputStream 對應
StringWrite ：無與之對應的以字節為導向的 stream
FileWrite ： 與 FileOutputStream 對應
PipedWrite ：與 PipedOutputStream 對應

2.3 字符流，字節流API的使用

字節流示例

//字節流寫文件
public static void writeFile(){
    String str = "采用數據流方式（字節流）寫文件！";
    try{
        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("D://hello.txt",true));
        //需要轉化為字節
        byte[] data = str.getBytes();
        bos.write(data);
        bos.close();
    }catch (FileNotFoundException e){
        e.printStackTrace();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}
//字節流讀文件
public static void readFile(){
    try {
        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("D://hello.txt"));
        byte[] data = new byte[1024];
        int n = -1;
        while((n=bis.read(data,0,data.length))!=-1){
            String str = new String(data,0,n,"UTF-8");
            System.out.println(str);
        }
    } catch (FileNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }

字符流示例

//字符流寫文件
public static void writeFile(){
    File file = new File("D:\\hello.txt");
    String str = " hello, everybody! welcome to the study of Java!";
    try{
        FileWriter fw = new FileWriter(file);
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(fw);
        bw.write(str);
        bw.close();
        fw.close();
    }catch(IOException e){
        e.printStackTrace();
    }
}
//字符流讀文件
public static void readerFile(){
    File file = new File("D:\\hello.txt");
    try{
        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(file));

        String str = null;
        while( (str = br.readLine()) != null){
            System.out.println(str);
        }
        br.close();
    }catch(FileNotFoundException e){
        e.printStackTrace();
    }catch(IOException e){
        e.printStackTrace();
    }
}

三、字節流和字符流的區別

字節流和字符流的區別:

• 字節流在操作文件時，本身不會用到緩沖區（內存），是對文件本身直接操作的；而字符流在操作時是使用到緩沖區的。
• 字節流在操作文件時，即使不關閉資源（close）文件也能輸出；字符流如果不是用close方法的話，則不會輸出任何內容，說明字符流使用了緩沖區。且可以使用flush方法強制進行刷新緩沖區，此時在不close情況下也能輸出內容。
• Reader類的read()方法返回類型是int，占兩個字節，如果到達流的末尾，則返回-1；inputStream的read()方法雖然也返回int，打算面向字節流，占一個字節。因此對于超過一個字節的只能使用字符流來讀取，如漢字。
• 處理方式不同；字節流：處理字節和字節數組成的二進制對象。
  字符流：處理字符，字符數或字符串。

注：緩沖區是什么？？
緩沖區可以理解為一段特殊的內存。
在某些情況下，如果程序頻繁操作一個資源，則性能會很低，為了提升性能，可以將這部分數據暫時讀入內存的一塊區域，之后就可以直接從內存中讀取數據，提升速度和性能。

四、使用場景判斷

4.1 數據格式

• 二進制格式（不能確定是純文本）：字節流，InputStream、OutputStream及其子類。
• 純文本格式（含中英文或其他編碼方式）：字符流，Reader，Writer及其子類。

4.2 數據來源

• 文件：字節流 FileInputStream，FileOutputStream；字符流 FileReader，FileWriter
• byte[]： 字節流 ByteArrayInputStream, ByteArrayOutputStream char[]：字符流
• CharArrayReader, CharArrayWriter String： 字節
• StringBufferInputStream, StringBufferOuputStream ；字符流 StringReader,StringWriter
• 網絡數據流：字節流 InputStream, OutputStream；字符流 Reader, Writer

4.3 是否需要格式化輸出

需要格式化輸出的：PrintStream, PrintWriter

4.4 是否需要緩沖

需要緩沖：字節流 BufferedInputStream, BufferedOutputStream；字符流 BufferedReader, BufferedWriter

4.5 輸入還是輸出

• 輸入：Reader, InputStream 類型的子類
• 輸出：Writer, OutputStream 類型的子類

4.6 是否有流轉化

• 字節到字符：InputStreamReader
• 字符到字節：OutputStreamWriter

4.7 特殊需要

• 對象輸入輸出：ObjectInputStream, ObjectOutputStream
• 進程間通信：PipedInputStream, PipedOutputStream, PipedReader, PipedWriter
• 合并輸入： SequenceInputStream