Java FileWriter

Java FileWriter 是 Java IO 体系中用于将字符数据写入文件的类，属于 java.io 包。它是 Writer 类的子类，专门用于处理文本文件的写入操作，支持字符编码（默认使用系统编码，也可手动指定）。与 FileOutputStream 不同，FileWriter 直接操作字符而非字节，适合文本数据处理。

核心特性

• 字符流写入：自动将字符转换为字节（通过内置的 OutputStreamWriter 实现）。
• 覆盖/追加模式：通过构造函数参数控制是否追加到文件末尾。
• 自动缓冲：通常配合 BufferedWriter 使用以提高性能。
• 异常处理：必须处理 IOException。

构造函数

FileWriter 提供以下常用构造函数：

// 1. 创建新文件或覆盖现有文件
FileWriter writer1 = new FileWriter("example.txt");

// 2. 追加模式（不覆盖原有内容）
FileWriter writer2 = new FileWriter("example.txt", true);

// 3. 通过 File 对象指定文件
File file = new File("example.txt");
FileWriter writer3 = new FileWriter(file);

基础用法示例

以下示例演示如何写入多行文本并处理异常：

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

public class FileWriterDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try (FileWriter writer = new FileWriter("output.txt")) {
            writer.write("Hello, Java FileWriter!\n");
            writer.write("这是第二行内容。\n");
            writer.append("通过append()方法添加的内容"); // append()返回Writer对象，支持链式调用
        } catch (IOException e) {
            System.err.println("写入文件时出错: " + e.getMessage());
        }
    }
}

输出文件内容 (output.txt)：

Hello, Java FileWriter!
这是第二行内容。
通过append()方法添加的内容

性能优化

直接使用 FileWriter 每次写入会触发磁盘I/O，建议结合缓冲：

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

try (BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("data.txt"))) {
    for (int i = 0; i < 10000; i++) {
        bw.write("Line " + i + "\n");
    }
}

字符编码处理

默认使用系统编码，如需指定编码应使用 OutputStreamWriter：

import java.io.OutputStreamWriter;
import java.nio.charset.StandardCharsets;

FileWriter writer = new OutputStreamWriter(
    new FileOutputStream("utf8.txt"), StandardCharsets.UTF_8
);

实际应用场景

场景1：日志记录器

将程序运行日志写入文件：

public class Logger {
    private static final String LOG_FILE = "app.log";
    
    public static void log(String message) {
        try (FileWriter fw = new FileWriter(LOG_FILE, true);
             BufferedWriter bw = new BufferedWriter(fw)) {
            bw.write(LocalDateTime.now() + " - " + message + "\n");
        } catch (IOException e) {
            System.err.println("日志写入失败: " + e.getMessage());
        }
    }
}

场景2：配置文件生成

动态生成JSON配置文件：

public void generateConfig(Map<String, String> settings) throws IOException {
    try (FileWriter writer = new FileWriter("config.json")) {
        writer.write("{\n");
        int count = 0;
        for (Map.Entry<String, String> entry : settings.entrySet()) {
            writer.write(String.format("  \"%s\": \"%s\"%s\n",
                entry.getKey(),
                entry.getValue(),
                (++count < settings.size()) ? "," : ""));
        }
        writer.write("}");
    }
}

与相关类的对比

类名	数据类型	是否缓冲	编码支持	典型用途
FileWriter	字符	否	系统默认/构造函数指定	简单文本写入
BufferedWriter	字符	是	依赖底层Writer	高频文本写入
FileOutputStream	字节	否	不适用	二进制文件写入

异常处理最佳实践

推荐使用 try-with-resources 确保资源释放：

try (FileWriter writer = new FileWriter("important.txt")) {
    writer.write("关键数据");
} catch (IOException e) {
    // 1. 记录详细错误日志
    // 2. 考虑重试或通知管理员
    throw new RuntimeException("文件操作失败", e);
}

高级主题：文件锁定

在多线程/进程环境中，可能需要文件锁控制：

try (FileChannel channel = new FileOutputStream("shared.txt").getChannel();
     FileLock lock = channel.lock();
     FileWriter writer = new FileWriter("shared.txt")) {
    writer.write("独占写入的内容");
}

graph TD A[开始写入] --> B{文件是否存在?} B -->|是| C[根据模式覆盖/追加] B -->|否| D[创建新文件] C --> E[写入字符数据] D --> E E --> F[刷新缓冲区] F --> G[关闭资源]

常见问题

Q: 为什么写入内容没有立即出现在文件中？ A: 数据可能还在缓冲区，调用 flush() 强制写入或关闭Writer。

Q: 如何换行兼容不同操作系统？ A: 使用 System.lineSeparator() 或 %n 格式符：

writer.write("第一行" + System.lineSeparator());
writer.write(String.format("第二行%n"));

数学表示（可选）

写入操作的吞吐量可表示为： $T=\frac{n}{t}\times \frac{1}{buffer\mathrm{\_}size}$ 其中：

• $T$：吞吐量（字符/秒）
• $n$：总字符数
• $t$：总时间
• $buffer\mathrm{\_}size$：缓冲区大小