【Java8源码分析】IO包-Reader、BufferedReader和Scanner总结

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Java的IO类型可分为两大类：

面向字符流：Reader & Writer面向字节流：InputStream & OutputStream

本文主要从源码方面分析一下常用的面向字符流的Reader。

Reader：所有字符流的抽象父类，定义了常用输入函数BufferedReader：带有缓冲区的高效输入流

本文还会介绍一个常用的类：Scanner

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1 Reader源码解析

public abstract class Reader implements Readable, Closeable { // 读一个字符 public int read() throws IOException { char cb[] = new char[1]; if (read(cb, 0, 1) == -1) return -1; else return cb[0]; } public int read(char cbuf[]) throws IOException { return read(cbuf, 0, cbuf.length); } // 最主要的函数，子类需重写，读取一定长度的字符串 abstract public int read(char cbuf[], int off, int len) throws IOException; }

Reader是所有xxxReader类的父类，子类需要重写read(char[], int, int)方法，大部分子类也会重写部分方法以提高效率。

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2 BufferedReader源码解析

2.1 read()函数

public class BufferedReader extends Reader { // 内部保存的Reader变量 private Reader in; // 缓冲区 private char cb[]; // 默认缓冲区大小 private static int defaultCharBufferSize = 8192; // 填充缓冲区的函数 private void fill() throws IOException { int dst; // 省略了部分定位的代码 int n; do { // 一次性读满缓冲区 n = in.read(cb, dst, cb.length - dst); } while (n == 0); if (n > 0) { nChars = dst + n; nextChar = dst; } } // 读取一个字符 public int read() throws IOException { synchronized (lock) { ensureOpen(); for (;;) { if (nextChar >= nChars) { // 如果缓冲区读完了，填充 fill(); if (nextChar >= nChars) return -1; } if (skipLF) { skipLF = false; // 跳过换行符 if (cb[nextChar] == '\n') { nextChar++; continue; } } return cb[nextChar++]; } } } }

BufferedReader的read()函数会读取一个字符，并且会跳过换行符。

read()都是从缓冲区中获取字符，缓冲区的默认大小为8KB，如果缓冲区读完了，则会调用fill()函数对缓冲区进行填充，然后再继续读。fill()则调用了read(char[], int, int)对缓冲区进行一次性填充。

2.2 read(char[], int, int)函数

public int read(char cbuf[], int off, int len) throws IOException { synchronized (lock) { int n = read1(cbuf, off, len); // 无更多的字符 if (n <= 0) return n; // 未读满，且输入流已经就绪 while ((n < len) && in.ready()) { int n1 = read1(cbuf, off + n, len - n); if (n1 <= 0) break; n += n1; } return n; } } private int read1(char[] cbuf, int off, int len) throws IOException { if (nextChar >= nChars) { if (len >= cb.length && markedChar <= UNMARKED && !skipLF) { // 调用输入流的read填充缓冲区 return in.read(cbuf, off, len); } // 缓冲区字符不足，则填充 fill(); } if (nextChar >= nChars) return -1; if (skipLF) { skipLF = false; if (cb[nextChar] == '\n') { nextChar++; if (nextChar >= nChars) fill(); if (nextChar >= nChars) return -1; } } int n = Math.min(len, nChars - nextChar); System.arraycopy(cb, nextChar, cbuf, off, n); nextChar += n; return n; }

read(char[], int, int)函数会尝试读取尽可能多的字符到数组中，直到满足以下条件之一停止：

读取到指定长度的字符输入流返回-1表示结束输入流的ready函数返回false，说明请求新的字符将会被阻塞，直接返回

2.3 readLine函数

readLine()函数是返回从当前的缓冲位置，到换行符之间的字符串，即从缓冲区当前位置开始的一行。

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3 Scanner源码解析

public final class Scanner implements Iterator<String>, Closeable { // 缓冲区 private CharBuffer buf; // 缓冲区大小1KB private static final int BUFFER_SIZE = 1024; public String nextLine() { // 如果缓冲中的下一次匹配是行匹配，则直接返回 if (hasNextPattern == linePattern()) return getCachedResult(); clearCaches(); // 否则通过正则表达式匹配返回一行字符串 String result = findWithinHorizon(linePattern, 0); if (result == null) throw new NoSuchElementException("No line found"); MatchResult mr = this.match(); String lineSep = mr.group(1); if (lineSep != null) result = result.substring(0, result.length() - lineSep.length()); if (result == null) throw new NoSuchElementException(); else return result; } }

Sanner中的读取函数，不管是nextInt()，还是nextLine()都是采用正则匹配的方式读取的。

nextLine()函数是返回从当前的缓冲位置，到换行符之间的字符串，即从缓冲区当前位置开始的一行。

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4 总结

（1）BufferedReader

BufferedReader的构造函数需要传入一个Reader，对于InputStream或者File，可以通过InputStreamReader和FileReader进行包装后传入，代码如下：

BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("foo.in"));

（2）Reader和Scanner总结

Java.util.Scanner类是一个简单的文本扫描类，它可以解析基本数据类型和字符串。它本质上是使用正则表达式去读取不同的数据类型Java.io.BufferedReader类为了能够高效的读取字符序列，从字符输入流和字符缓冲区读取文本

（3）readLine和nextLine函数

不管是Reader还是Scanner，如果之前调用read()或者nextXxx()读取过字符，再调用readLine()或者nextLine(0函数，都是读取本行剩余部分。

（4）Reader和Scanner比较

BufferedReader是支持同步的，而Scanner不支持。BufferedReader的read函数都加了synchronized关键字BufferedReader的缓冲区大小为8KB，Scanner的缓冲区大小为1KBBufferedReader相对于Scanner来说要快一点，因为Scanner对输入数据进行正则解析，而BufferedReader只是简单地读取字符序列

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