Java 寫入檔案的四種主流方式完整比較與最佳實踐

前言

Java I/O 體系龐大，寫入檔案的方式不下十種。本文精選四種最常見、最具代表性的寫法：FileWriter、BufferedWriter、FileOutputStream（傳統與 Try-with-resources）、Files.write() (NIO.2)，並從適用場景、效能、資源管理、編碼控制等維度深度比較，助你根據專案需求選擇最佳方案。

方式一：FileWriter（字元流，直接覆寫/附加）

基本用法

File file = new File("demo.txt");
try (FileWriter fw = new FileWriter(file)) { // 預設覆寫
    fw.write("Hello World");
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

附加模式

// 第二個參數 true 表示 append
try (FileWriter fw = new FileWriter(file, true)) {
    fw.write("\nAppend line");
}

優缺點

• ✅ 簡單直觀，適合少量文字、臨時寫入。
• ❌ 無緩衝，逐字寫入磁碟，大量資料效能差。
• ❌ 編碼鎖定為平台預設（Windows 通常為 Big5/GBK，Linux 為 UTF-8），跨平台易亂碼。

方式二：BufferedWriter + FileWriter（字元流 + 緩衝）

try (FileWriter fw = new FileWriter(file);
     BufferedWriter bw = new BufferedWriter(fw)) {
    bw.write("Line 1");
    bw.newLine(); // 跨平台換行
    bw.write("Line 2");
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

優缺點

• ✅ 8KB 預設緩衝，大幅減少系統呼叫，效能優於裸 FileWriter。
• ✅ 提供 newLine() 自動處理 \r\n / \n 差異。
• ❌ 仍受限於 FileWriter 的平台預設編碼。

方式三：FileOutputStream（位元組流，完全掌控編碼）

傳統寫法 (JDK 6/7)

FileOutputStream fos = null;
try {
    fos = new FileOutputStream(file);
    byte[] data = "內容".getBytes("UTF-8"); // 明確指定編碼
    fos.write(data);
    fos.flush();
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
} finally {
    if (fos != null) try { fos.close(); } catch (IOException ignored) {}
}

Try-with-resources (JDK 7+ 推薦)

try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file)) {
    fos.write("內容".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

優缺點

• ✅ 可精確指定編碼（StandardCharsets.UTF_8），跨平台最穩定。
• ✅ 處理二進位檔案（圖片、壓縮包）必須使用位元組流。
• ❌ 手動轉換字串為 byte[]，稍顯繁瑣。

方式四：Files.write() (NIO.2, JDK 7+)

import java.nio.file.*;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.Arrays;

List<String> lines = Arrays.asList("Line 1", "Line 2", "Line 3");
Files.write(Paths.get("nio.txt"), lines, StandardCharsets.UTF_8,
        StandardOpenOption.CREATE, StandardOpenOption.TRUNCATE_EXISTING);
// 附加模式：StandardOpenOption.APPEND

優缺點

• ✅ 一行程式碼完成開啟、寫入、關閉、編碼指定、原子性選項。
• ✅ 支援 StandardOpenOption 組合：APPEND, SYNC, DSYNC 等。
• ✅ 內部使用緩衝，效能優異。
• ❌ 僅支援 List<String>、byte[]、Iterable<Byte>，不支援串流式寫入超大檔案（需搭配 Files.newBufferedWriter）。

效能微基準測試參考 (寫入 10MB 文字)

環境：SSD、JDK 17、Windows 11，僅供相對參考。

最佳實踐建議

1. 文字檔、小檔案、需跨平台：首選 Files.write(..., StandardCharsets.UTF_8, ...)。
2. 大文字檔、需串流處理：Files.newBufferedWriter(path, StandardCharsets.UTF_8) 取得 BufferedWriter 逐行寫入。
3. 二進位檔案：Files.copy(inputStream, path, StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING) 或 FileOutputStream。
4. 高併發寫入同一檔案：需外部鎖（檔案鎖 FileChannel.lock() 或資料庫協調），單純 Java I/O 無法保證原子性。
5. 編碼統一：專案全域強制 StandardCharsets.UTF_8，杜絕平台預設編碼。

常見陷阱提醒

• FileWriter(file, true) 附加模式下，若檔案不存在會自動建立；但目錄不存在會拋 FileNotFoundException，需先 file.getParentFile().mkdirs()。
• Files.write 預設 CREATE, TRUNCATE_EXISTING, WRITE，若需保留舊內容必須加 APPEND。
• Windows 上 Files.write(..., SYNC) 會強制刷入實體磁碟，效能大幅下降，非關鍵資料勿用。