Java IO 核心：BufferedReader/BufferedWriter & PrintStream/PrintWriter 技术笔记

Java IO 核心：BufferedReader/BufferedWriter & PrintStream/PrintWriter 技术笔记

一、笔记概述

本文聚焦 Java IO 体系中高频使用的 4 个字符/字节流工具类（BufferedReader、BufferedWriter、PrintStream、PrintWriter），从核心定位、功能差异、适用场景、代码示例、拓展技巧五个维度拆解，帮助理解其设计逻辑与实际应用，解决"该用哪个流写/读数据"的核心问题。

二、核心定位与设计目标

这 4 个类分为两大阵营，核心设计目标差异显著：

1. 缓冲流阵营（BufferedReader + BufferedWriter）

属于 Java IO 底层高效字符流，核心目标是提升字符读写效率。通过内置字符缓冲区减少磁盘/网络 IO 次数（避免每次读写都触发底层硬件操作），是处理文本文件"基础且高效"的核心工具，偏底层、偏严谨。

2. 打印流阵营（PrintStream + PrintWriter）

属于 Java IO 上层易用型流，核心目标是便捷地格式化输出数据。屏蔽了繁琐的 IO 异常处理，支持所有基本数据类型（int、double、boolean 等）和对象的直接打印，还提供格式化输出（printf），是面向"业务输出、日志打印、控制台展示"的易用工具，偏上层、偏实用。

三、逐个拆解：功能、示例、适用场景

1. BufferedReader（字符缓冲输入流）

核心功能

• 包装底层字符输入流（如 FileReader），通过缓冲区提升文本读取效率；
• 提供核心方法 readLine()，可直接按行读取文本（返回一行字符串，null 表示读取完毕），解决了"手动拼接字符读行"的繁琐；
• 所有 IO 操作都会抛出 IOException，必须手动处理（try-catch 或 throws）。

代码示例（按行读取文本文件）

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;

public class BufferedReaderDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 推荐使用 try-with-resources 自动关闭流（Java 7+）
        try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("demo.txt"))) {
            String line;
            // 核心：readLine() 按行读取，一行一个字符串
            while ((line = br.readLine()) != null) {
                System.out.println("读取到内容：" + line);
            }
        } catch (IOException e) {
            // 必须处理异常：打印异常信息或做业务兜底
            System.err.println("读取文件失败：" + e.getMessage());
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

适用场景

• 高效读取大文本文件（如日志文件、配置文件、CSV 文件）；
• 需要按行处理文本内容的场景（如解析行式数据、统计文件行数）；
• 控制台输入读取（new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in))）。

2. BufferedWriter（字符缓冲输出流）

核心功能

• 包装底层字符输出流（如 FileWriter），通过缓冲区减少写入次数，提升文本写入效率；
• 提供 newLine() 方法，自动适配不同操作系统的换行符（Windows 是 \r\n，Linux 是 \n）；
• 仅支持字符/字符串的写入（write() 方法），无格式化能力，所有操作抛出 IOException。

代码示例（高效写入文本文件）

import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

public class BufferedWriterDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try (BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("output.txt"))) {
            // 写入字符串
            bw.write("Java IO 缓冲流示例");
            // 换行（适配系统）
            bw.newLine();
            // 写入字符数组
            char[] chars = "BufferedWriter 高效写入".toCharArray();
            bw.write(chars);
            // 手动刷新缓冲区（确保数据写入磁盘，close() 也会自动刷新）
            bw.flush();
        } catch (IOException e) {
            System.err.println("写入文件失败：" + e.getMessage());
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

适用场景

• 高频次写入文本数据（如批量生成文本文件、写入大量日志片段）；
• 对写入性能有要求，且仅需基础字符串/字符写入的场景；
• 需要适配多系统换行符的跨平台文本写入。

3. PrintStream（字节打印流）

核心功能

• 处理字节流的格式化输出工具，底层基于字节操作；
• 支持 print()/println()/printf() 方法，可直接打印所有基本数据类型（int、double 等）和对象（自动调用 toString()）；
• 屏蔽 IO 异常（内部捕获，不向外抛出），可通过 checkError() 方法判断是否写入失败；
• 支持自动刷新（构造时指定 autoFlush=true），System.out 本质就是 PrintStream（控制台输出的核心实现）。

代码示例（控制台/文件输出）

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.PrintStream;

public class PrintStreamDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 控制台输出（System.out 是 PrintStream 实例）
        PrintStream consoleOut = System.out;
        consoleOut.println("打印整数：" + 123);
        consoleOut.printf("格式化输出：姓名=%s，年龄=%d\n", "张三", 25);

        // 2. 写入文件（字节流方式）
        try (PrintStream fileOut = new PrintStream(new FileOutputStream("printstream.txt"), true)) {
            // autoFlush=true：调用 println/printf 时自动刷新缓冲区
            fileOut.println("打印布尔值：" + true);
            fileOut.printf("浮点格式化：%.2f\n", 3.1415);
            // 检查是否有错误
            if (fileOut.checkError()) {
                System.err.println("写入文件出错");
            }
        } // 无需处理 IO 异常（PrintStream 内部捕获）
    }
}

适用场景

• 控制台输出（System.out/System.err）；
• 字节流场景下的格式化输出（如网络字节流、二进制文件中嵌入文本）；
• 不想处理 IO 异常，追求快速输出的简单场景。

4. PrintWriter（字符打印流）

核心功能

• 处理字符流的格式化输出工具，是 PrintStream 的"字符版"，更适合文本处理；
• 功能与 PrintStream 几乎一致：支持 print/println/printf、屏蔽 IO 异常、自动刷新；
• 可直接包装字符流（如 FileWriter），也可包装字节流（底层自动转换），比 PrintStream 更适配文本场景。

代码示例（文本文件格式化输出）

import java.io.PrintWriter;

public class PrintWriterDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // try-with-resources 自动关闭流
        try (PrintWriter pw = new PrintWriter("printwriter.txt", true)) {
            // autoFlush=true：println/printf 触发自动刷新
            pw.println("打印对象：" + new Object()); // 自动调用 toString()
            pw.printf("日期格式化：%tF %<tT\n", System.currentTimeMillis());
            pw.print("null 处理：");
            pw.println(null); // 打印字符串 "null"，不抛空指针
        } // 无需处理 IO 异常
    }
}

适用场景

• 文本文件的格式化输出（日志生成、报表打印）；
• 字符流场景下的业务输出（如 Web 响应流、字符型网络通信）；
• 追求易用性，需要快速打印多种数据类型的场景（替代 BufferedWriter + 手动类型转换）。

四、核心区别

1. 缓冲流 vs 打印流（核心阵营差异）

• 异常处理：缓冲流（BufferedReader/BufferedWriter）所有操作抛出 IOException，必须手动处理；打印流（PrintStream/PrintWriter）内部捕获异常，不向外抛出，仅通过 checkError() 检查。
• 功能侧重：缓冲流仅专注"高效读写字符"，无格式化能力，仅支持字符/字符串操作；打印流侧重"格式化输出"，支持所有数据类型，提供 println/printf 等便捷方法。
• 底层类型：缓冲流仅处理字符流，必须包装 Reader/Writer 子类；PrintStream 处理字节流，PrintWriter 处理字符流（可兼容字节流）。

2. PrintStream vs PrintWriter（打印流内部差异）

• 底层操作：PrintStream 基于字节，PrintWriter 基于字符；
• 文本适配：PrintWriter 更适合纯文本处理（换行、字符编码适配更友好），PrintStream 更适合字节流场景（如控制台、二进制文件）；
• 编码处理：PrintWriter 构造时可直接指定字符编码，PrintStream 需通过 OutputStreamWriter 间接指定，文本场景下 PrintWriter 更易用。

3. BufferedReader vs BufferedWriter（缓冲流内部差异）

• 读写方向：BufferedReader 是输入流（读数据），核心方法 readLine()；BufferedWriter 是输出流（写数据），核心方法 write()/newLine()；
• 操作逻辑：两者均依赖缓冲区，Reader 是"读入缓冲区再处理"，Writer 是"写入缓冲区再刷盘"，都需手动 flush（或 close）确保数据生效。

五、拓展技巧 & 最佳实践

1. 流的关闭：优先使用 try-with-resources

Java 7+ 提供的 try-with-resources 语法可自动关闭实现 AutoCloseable 接口的流，无需手动调用 close()，避免资源泄漏。所有 4 个类都支持该语法，是生产环境的首选。

2. 性能优化：缓冲流的缓冲区大小

默认情况下，BufferedReader/BufferedWriter 的缓冲区是 8192 字符（8KB），若处理超大文件，可手动指定更大的缓冲区（如 64KB）提升性能：

// 手动指定缓冲区大小为 65536 字符（64KB）
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("bigfile.txt"), 65536);

3. 异常兜底：打印流的错误检查

PrintStream/PrintWriter 不抛异常，但需通过 checkError() 检查写入是否失败，避免"写入失败但程序无感知"：

PrintWriter pw = new PrintWriter("test.txt");
pw.println("测试数据");
if (pw.checkError()) {
    throw new RuntimeException("写入文件失败"); // 手动抛出业务异常兜底
}
pw.close();

4. 选型口诀（快速决策）

• 读文本、要高效、按行读 → 用 BufferedReader；
• 写文本、要高效、纯字符 → 用 BufferedWriter；
• 打日志、控制台、格式化、不想处理异常 → 用 PrintWriter（文本）/PrintStream（字节）；
• 跨平台换行、高频写 → 优先 BufferedWriter + newLine()；
• 多数据类型输出、快速开发 → 优先 PrintWriter。

六、总结

1. BufferedReader/BufferedWriter 是"底层高效读写工具"，偏性能、需处理异常，适合对 IO 效率有要求的文本读写场景；
2. PrintStream/PrintWriter 是"上层易用打印工具"，偏便捷、屏蔽异常，适合格式化输出、日志打印、控制台展示等场景；
3. 文本处理优先选字符流（BufferedReader/BufferedWriter/PrintWriter），字节流场景（如控制台、二进制文件）选 PrintStream；
4. 实际开发中，常组合使用（如 BufferedReader 读数据 + PrintWriter 格式化输出），兼顾效率与易用性。