面试题：Java中字节流和字符流的区别及底层实现差异

Question

请阐述Java字节流（如`FileInputStream`、`FileOutputStream`）和字符流（如`FileReader`、`FileWriter`）在功能和底层实现机制上有哪些主要区别？

Answer 1

功能区别

1. 处理数据类型
   • 字节流：主要用于处理二进制数据，像图片、音频、视频等文件，它以字节（8位）为单位进行读写操作。例如FileInputStream读取文件时，是按字节逐个读取。
   • 字符流：专门用于处理字符数据，适合处理文本文件。它以字符（16位，在Java中char类型是16位）为单位进行读写，能更好地处理不同字符编码，如UTF - 8、GBK等。
2. 适用场景
   • 字节流：适用于所有类型文件的通用读写，特别是非文本文件，如可执行文件、压缩文件等。比如使用FileOutputStream将数据写入一个图片文件。
   • 字符流：主要用于文本文件的读写，对字符编码有更好的支持，处理文本时更方便。例如使用FileReader读取一个包含中文的文本文件。

底层实现机制区别

1. 缓冲机制
   • 字节流：默认没有字符流那样的字符缓冲机制。不过可以通过BufferedInputStream和BufferedOutputStream来实现缓冲功能，提高读写效率。例如：

BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("file.txt"));

- **字符流**：部分字符流类，如`BufferedReader`和`BufferedWriter`，默认提供了字符缓冲机制，以减少磁盘I/O操作次数。例如：

BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("file.txt"));

2. 编码解码
   • 字节流：不涉及字符编码解码过程，它只是简单地读取和写入字节数据，对数据内容不做任何字符编码方面的处理。
   • 字符流：在读取和写入字符时，会涉及字符编码和解码操作。例如FileReader在读取文件时，会根据系统默认编码或指定编码将字节数据解码为字符；FileWriter在写入时，会将字符编码为字节数据再写入文件。可以通过InputStreamReader和OutputStreamWriter来指定字符编码，如：

InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("file.txt"), "UTF - 8");
OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("file.txt"), "UTF - 8");