一、字節流與字符流：如何選擇？
1.1 核心區別
| 特性 | 字節流 | 字符流 |
|---|---|---|
| 處理單位 | 字節（8位） | 字符（16位Unicode） |
| 適用場景 | 二進制文件（圖片/視頻） | 文本文件（TXT/CSV） |
| 編碼處理 | 需手動處理（如UTF-8） | 內置編碼轉換 |
| API基礎 | InputStream/OutputStream | Reader/Writer |
1.2 代碼示例：文本文件讀取
// 字符流：自動處理編碼
try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("text.txt"))) {String line;while ((line = reader.readLine()) != null) {System.out.println(line);}
}// 字節流：需指定編碼
try (InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("text.txt"), StandardCharsets.UTF_8)) {int data;while ((data = isr.read()) != -1) {System.out.print((char) data);}
}
二、NIO與BIO對比：性能與架構差異
2.1 核心特性對比
| 特性 | BIO | NIO |
|---|---|---|
| I/O模型 | 同步阻塞 | 同步非阻塞 |
| 線程模型 | 1線程/1連接 | 1線程管理多通道 |
| 核心組件 | Stream | Channel + Buffer + Selector |
| 適用場景 | 低并發文本處理 | 高并發網絡應用 |
2.2 性能測試數據
在2000次并發請求測試中：
- BIO平均響應時間：350ms
- NIO平均響應時間：120ms（性能提升65%）
2.3 代碼示例：NIO文件拷貝
// NIO零拷貝實現
public static void copyFileWithNIO(Path source, Path target) throws IOException {try (FileChannel sourceChannel = FileChannel.open(source);FileChannel targetChannel = FileChannel.open(target, CREATE, WRITE)) {sourceChannel.transferTo(0, sourceChannel.size(), targetChannel);}
}
三、實戰：高效文件拷貝工具開發
3.1 傳統IO實現（適合小文件）
public static void copyFileWithIO(File source, File dest) throws IOException {try (InputStream in = new FileInputStream(source);OutputStream out = new FileOutputStream(dest)) {byte[] buffer = new byte[8192];int bytesRead;while ((bytesRead = in.read(buffer)) != -1) {out.write(buffer, 0, bytesRead);}}
}
3.2 NIO優化方案（適合大文件）
public static void copyFileWithNIO(File source, File dest) throws IOException {try (FileChannel sourceChannel = new FileInputStream(source).getChannel();FileChannel destChannel = new FileOutputStream(dest).getChannel()) {destChannel.transferFrom(sourceChannel, 0, sourceChannel.size());}
}
3.3 多線程加速方案
public static void multiThreadCopy(File source, File dest, int threadCount) throws Exception {long fileSize = source.length();long chunkSize = fileSize / threadCount;ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(threadCount);for (int i = 0; i < threadCount; i++) {long start = i * chunkSize;long end = (i == threadCount - 1) ? fileSize : start + chunkSize;executor.submit(() -> {try (RandomAccessFile src = new RandomAccessFile(source, "r");RandomAccessFile dst = new RandomAccessFile(dest, "rw")) {src.seek(start);dst.seek(start);byte[] buffer = new byte[8192];int bytesRead;while (src.getFilePointer() < end && (bytesRead = src.read(buffer)) != -1) {dst.write(buffer, 0, bytesRead);}}});}executor.shutdown();executor.awaitTermination(1, TimeUnit.HOURS);
}
四、選型建議
- 文本處理：優先使用字符流（如
BufferedReader） - 大文件傳輸：采用NIO的
FileChannel或Files.copy() - 高并發場景：必須使用NIO + 多線程方案
- 兼容性需求：舊系統可保留BIO實現
五、總結
Java IO體系經歷了從BIO到NIO的演進，現代開發應優先采用NIO方案。通過合理選擇字節流/字符流，結合NIO的零拷貝特性，可顯著提升文件處理性能。實際開發中需根據文件類型、大小和并發需求綜合選擇技術方案。
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