Java IO 基石：FileReader 與 FileWriter 字元檔案流詳解

FileReader / FileWriter 核心定位

FileReader 與 FileWriter 是 Java 針對字元檔案操作提供的便利類別，分別繼承自 InputStreamReader 與 OutputStreamWriter。它們內部封裝了 FileInputStream/FileOutputStream，預設使用平台預設字元集（Charset.defaultCharset()）進行位元組與字元轉換，適合簡單文字檔案讀寫。

原始碼極簡解析

FileReader：唯讀字元檔案流

public class FileReader extends InputStreamReader {
    public FileReader(String fileName) throws FileNotFoundException {
        super(new FileInputStream(fileName));
    }
    public FileReader(File file) throws FileNotFoundException {
        super(new FileInputStream(file));
    }
    public FileReader(FileDescriptor fd) {
        super(new FileInputStream(fd));
    }
}

FileWriter：字元檔案寫入流

public class FileWriter extends OutputStreamWriter {
    public FileWriter(String fileName) throws IOException {
        super(new FileOutputStream(fileName));
    }
    public FileWriter(String fileName, boolean append) throws IOException {
        super(new FileOutputStream(fileName, append));
    }
    public FileWriter(File file) throws IOException {
        super(new FileOutputStream(file));
    }
    public FileWriter(File file, boolean append) throws IOException {
        super(new FileOutputStream(file, append));
    }
    public FileWriter(FileDescriptor fd) {
        super(new FileOutputStream(fd));
    }
}

關鍵特性與限制

實戰範例：基本讀寫與編碼陷阱

import java.io.File;
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;

public class FileReaderWriterDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Path path = Path.of("file_rw_demo.txt");
        
        // 寫入：使用 FileWriter（預設編碼）
        try (FileWriter fw = new FileWriter(path.toFile())) {
            fw.write("FileWriter 寫入測試\n");
            fw.write("支援中文：測試內容\n");
            fw.append("追加模式示範").append('\n');
        } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }
        
        // 讀取：使用 FileReader（預設編碼）
        try (FileReader fr = new FileReader(path.toFile())) {
            char[] buf = new char[64];
            int len;
            while ((len = fr.read(buf)) != -1) {
                System.out.print(new String(buf, 0, len));
            }
        } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }
        
        // ⚠️ 編碼陷阱示範：跨平台亂碼風險
        demonstrateEncodingTrap(path);
    }
    
    private static void demonstrateEncodingTrap(Path path) {
        String original = "編碼測試：中文內容";
        
        // 以 UTF-8 寫入
        try {
            Files.writeString(path, original, StandardCharsets.UTF_8);
        } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }
        
        // 用 FileReader 讀取（若平台預設非 UTF-8 會亂碼）
        try (FileReader fr = new FileReader(path.toFile())) {
            char[] buf = new char[100];
            int len = fr.read(buf);
            System.out.println("FileReader 讀取: " + new String(buf, 0, len));
        } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }
        
        // 正確做法：指定編碼
        try (var reader = new java.io.InputStreamReader(
                new java.io.FileInputStream(path.toFile()), StandardCharsets.UTF_8)) {
            char[] buf = new char[100];
            int len = reader.read(buf);
            System.out.println("指定 UTF-8 讀取: " + new String(buf, 0, len));
        } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }
    }
}

現代替代方案：NIO.2 Files API

Java 7+ 強烈建議使用 java.nio.file.Files 進行檔案讀寫，優勢顯著：

// 寫入（自動建立目錄、指定編碼、可選選項）
Files.writeString(path, content, StandardCharsets.UTF_8, 
                  StandardOpenOption.CREATE, StandardOpenOption.APPEND);

// 讀取整個檔案為字串
String content = Files.readString(path, StandardCharsets.UTF_8);

// 逐行串流處理（大檔案友善）
try (var lines = Files.lines(path, StandardCharsets.UTF_8)) {
    lines.filter(...).map(...).forEach(...);
}

// 取得 BufferedReader/Writer（指定編碼）
BufferedReader br = Files.newBufferedReader(path, StandardCharsets.UTF_8);
BufferedWriter bw = Files.newBufferedWriter(path, StandardCharsets.UTF_8);

何時仍適合使用 FileReader/FileWriter？

• 維護舊代碼庫，無法引入 NIO 依賴
• 極簡單的臨時腳本、測試代碼
• 確定僅在單一平台、單一編碼環境運行
• 教學示範字元流繼承體系

最佳實踐總結

1. 新專案優先用 Files API：明確編碼、資源安全、功能豐富。
2. 若必須用字元流：請包裝 InputStreamReader/OutputStreamWriter 明確指定編碼，再考慮加上 BufferedReader/Writer。
3. 不要直接用 FileReader/FileWriter 處理跨平台資料：編碼不一致是亂碼首因。
4. 大檔案務必緩衝：new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream(file), StandardCharsets.UTF_8))。

FileReader 與 FileWriter 是 Java 早期為了簡化字元檔案操作而設計的便利類，但其編碼死鎖與無緩衝特性在現代開發中已顯不足。理解其內部委派機制與局限，能幫助你在維護舊代碼時做出正確判斷，並在新專案中果斷選擇更強大的 NIO.2 API。