.NET 檔案流 完整操作指南：讀寫、編碼、資源釋放與 StreamReader/Writer 實戰

FileStream 基礎讀寫

讀取檔案

// 1. 開啟檔案流 (唯讀、共用讀取)
using (var fs = new FileStream("data.txt", FileMode.Open, FileAccess.Read, FileShare.Read))
{
    // 2. 配置緩衝區 (小檔案可一次讀完，大檔案分塊讀取)
    byte[] buffer = new byte[fs.Length]; // 注意：大檔案不可這樣配置
    // 3. 讀取
    int bytesRead = fs.Read(buffer, 0, buffer.Length);
    // 4. 位元組轉字串
    string content = Encoding.UTF8.GetString(buffer, 0, bytesRead);
    Console.WriteLine(content);
} // using 區塊結束自動 Dispose (關閉檔案、釋放控制代碼)

寫入檔案

string msg = "Hello World";
byte[] data = Encoding.UTF8.GetBytes(msg);

using (var fs = new FileStream("output.txt", FileMode.Create, FileAccess.Write, FileShare.None))
{
    fs.Write(data, 0, data.Length);
    // fs.Flush(); // using 會自動 Flush 並關閉
}

編碼轉換核心

// 寫入指定編碼
byte[] data = Encoding.GetEncoding("GB2312").GetBytes("中文測試");

// 讀取指定編碼
string text = Encoding.GetEncoding("GB2312").GetString(bytes);

編碼知識點

• UTF-8：國際標準，英文 1 位元組，中文 3 位元組，無 BOM 相容性最好。
• GB2312/GBK：國標/擴展，中文 2 位元組，舊系統相容需求。
• UTF-16 (Unicode)：.NET 字串內部編碼，固定 2 位元組/字元 (BMP)，檔案較大。
• BOM：Encoding.UTF8.GetPreamble() 產生 EF BB BF，標記編碼，Notepad 等編輯器依賴它識別 UTF-8。

資源釋放與 IDisposable

• 實作 IDisposable 的類別佔用非受控資源（檔案控制代碼、網路 Socket、資料庫連線、GDI 物件），GC **不會** 自動釋放，必須手動 Dispose()。
• using 區塊是 try-finally 的語法糖，**保證離開區塊時呼叫 Dispose**，即使發生例外。
• 非 IDisposable 物件 (純記憶體物件) 交給 GC 即可，無需釋放。

StreamReader / StreamWriter：文字行導向高層封裝

// 逐行寫入 (自動處理編碼、換行)
using (var sw = new StreamWriter("log.txt", true, Encoding.UTF8)) // true = append
{
    sw.WriteLine("第一行");
    sw.WriteLine("第二行 {0:yyyy-MM-dd}", DateTime.Now);
    sw.Write("不換行內容");
    sw.Flush(); // 立即寫入磁碟
}

// 逐行讀取 (記憶體友善，適合大檔案)
using (var sr = new StreamReader("log.txt", Encoding.UTF8))
{
    string line;
    while ((line = sr.ReadLine()) != null)
    {
        Console.WriteLine(line);
    }
    // 或一次讀完：string all = sr.ReadToEnd();
}

進階：非同步 I/O (高併發必備)

public async Task ReadAllTextAsync(string path)
{
    using (var fs = new FileStream(path, FileMode.Open, FileAccess.Read, FileShare.Read, 4096, true)) // true = useAsync
    using (var sr = new StreamReader(fs, Encoding.UTF8))
    {
        return await sr.ReadToEndAsync();
    }
}

public async Task WriteLinesAsync(string path, IEnumerable lines)
{
    using (var sw = new StreamWriter(path, false, Encoding.UTF8, 4096, true))
    {
        foreach (var line in lines)
            await sw.WriteLineAsync(line);
    }
}

• FileStream 建構式最後一個參數 useAsync=true 啟用 IOCP 非同步 I/O，釋放執行緒。
• 搭配 StreamReader/Writer 的 Async 方法，實現真正非同步檔案操作。

常見錯誤與避坑

1. 大檔案一次配置 byte[fs.Length]：導致 LOH (Large Object Heap) 碎片化，應分塊 fs.Read(buffer, 0, buffer.Length) 迴圈讀取。
2. 編碼不一致：寫 UTF-8、讀 GB2312 → 亂碼。專案統一規範編碼 (建議 UTF-8 with BOM)。
3. 忘記 Flush / Dispose：資料留在緩衝區未寫入磁碟，掉電遺失。
4. 路徑字串未處理：使用 Path.Combine、Path.GetFullPath、@"" 逐字字串避免跳脫字元錯誤。

總結

FileStream 是底層位元組流，StreamReader/Writer 是文字行導向封裝，**永遠用 using 確保釋放**，**讀寫編碼必須一致**，大檔案分塊讀寫、高併發用非同步 API。掌握這些核心，檔案操作不再出錯。