java 如何写入较大文件

在Java中写入较大文件的常用方法包括：使用BufferedWriter、使用FileChannel、使用RandomAccessFile、使用NIO Files类。 其中，使用BufferedWriter是一种简单而高效的方式，通过缓冲机制减少I/O操作次数，从而提高性能。

BufferedWriter的使用方法如下：

import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
public class WriteLargeFileExample {
    public static void main(String[] args) {
        String filePath = "largeFile.txt";
        try (BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new FileWriter(filePath))) {
            for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
                writer.write("This is line " + i);
                writer.newLine();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

一、使用BufferedWriter

BufferedWriter 是Java IO包中的一种类，用于将文本写入字符输出流。它通过缓冲机制减少对底层文件系统的直接写入操作，提高了性能。以下是详细介绍：

创建BufferedWriter对象：

首先需要创建一个BufferedWriter对象，通常我们会通过FileWriter来包装它。FileWriter用于创建文件并写入字符流。
写入数据：

使用BufferedWriter的write()方法可以写入字符串到文件中。为了提高效率，可以通过newLine()方法来换行，而不需要手动添加换行符。
关闭流：

使用BufferedWriter时，建议使用try-with-resources语句，这样可以确保在操作完成后自动关闭流，避免资源泄漏。

二、使用FileChannel

FileChannel 是Java NIO中的一个类，提供了文件读写的高效方式。它能够以块（Block）为单位进行文件操作，从而提高性能。以下是使用FileChannel的步骤：

创建FileChannel对象：

FileChannel可以通过FileInputStream、FileOutputStream或RandomAccessFile来获取。
写入数据：

使用FileChannel的write()方法可以将ByteBuffer中的数据写入文件。ByteBuffer是一个用于在Java NIO中处理字节数据的缓冲区。
关闭Channel：

同样，使用try-with-resources语句可以确保在操作完成后自动关闭Channel。

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
public class WriteLargeFileWithChannel {
    public static void main(String[] args) {
        String filePath = "largeFileWithChannel.txt";
        try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream(filePath);
             FileChannel channel = fos.getChannel()) {
            for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
                String line = "This is line " + i + "n";
                ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(line.getBytes());
                channel.write(buffer);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

三、使用RandomAccessFile

RandomAccessFile 允许我们以读写方式访问文件的任意位置，非常适合需要频繁读写操作的场景。以下是使用RandomAccessFile写入文件的步骤：

创建RandomAccessFile对象：

需要指定文件路径和访问模式（"rw"表示读写）。
写入数据：

使用write()方法可以将字节数据写入文件。RandomAccessFile支持多种数据类型的写入，如writeInt()、writeDouble()等。
关闭文件：

使用try-with-resources语句可以确保文件在操作完成后自动关闭。

import java.io.IOException;
import java.io.RandomAccessFile;
public class WriteLargeFileWithRandomAccess {
    public static void main(String[] args) {
        String filePath = "largeFileWithRandomAccess.txt";
        try (RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(filePath, "rw")) {
            for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
                String line = "This is line " + i + "n";
                raf.write(line.getBytes());
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

四、使用NIO Files类

NIO Files类 是Java 7引入的新的文件I/O API，提供了一些静态方法，用于文件和目录的操作。以下是使用Files类写入文件的步骤：

创建Path对象：

使用Paths.get()方法可以创建一个Path对象，表示文件路径。
写入数据：

使用Files.write()方法可以将字节数组或字符序列写入文件。该方法会覆盖文件内容，可以通过追加模式（StandardOpenOption.APPEND）来追加数据。
示例代码：

import java.io.IOException;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;
import java.nio.file.StandardOpenOption;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class WriteLargeFileWithNIOFiles {
    public static void main(String[] args) {
        String filePath = "largeFileWithNIOFiles.txt";
        Path path = Paths.get(filePath);
        List<String> lines = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            lines.add("This is line " + i);
        }
        try {
            Files.write(path, lines, StandardOpenOption.CREATE, StandardOpenOption.APPEND);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

五、性能优化建议

选择合适的API：

根据具体需求选择合适的文件写入API。BufferedWriter适合处理文本文件，FileChannel适合处理大文件和二进制数据，RandomAccessFile适合需要随机读写的场景，NIO Files类适合现代化的文件操作。
合理设置缓冲区大小：

对于BufferedWriter和FileChannel，合理设置缓冲区大小可以显著提高写入性能。默认缓冲区大小为8KB，可以根据具体需求进行调整。
避免频繁的I/O操作：

尽量减少I/O操作的次数，如将数据批量写入缓冲区，再一次性写入文件。
异步写入：

使用异步I/O操作可以提高性能，如通过Java NIO的AsynchronousFileChannel进行异步写入。

import java.io.IOException;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.AsynchronousFileChannel;
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;
import java.nio.file.StandardOpenOption;
import java.util.concurrent.Future;
public class WriteLargeFileWithAsyncChannel {
    public static void main(String[] args) {
        String filePath = "largeFileWithAsyncChannel.txt";
        Path path = Paths.get(filePath);
        try (AsynchronousFileChannel asyncChannel = AsynchronousFileChannel.open(path, StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.CREATE)) {
            for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
                String line = "This is line " + i + "n";
                ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(line.getBytes());
                Future<Integer> operation = asyncChannel.write(buffer, asyncChannel.size());
                while (!operation.isDone()) ;
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

六、总结

在Java中写入较大文件的方法有很多，选择合适的方法和优化策略可以显著提高性能。BufferedWriter适合处理文本文件，FileChannel适合处理大文件和二进制数据，RandomAccessFile适合需要随机读写的场景，NIO Files类适合现代化的文件操作。合理设置缓冲区大小、避免频繁的I/O操作以及使用异步写入都是提高文件写入性能的有效方法。通过这些方法和优化策略，可以高效地完成较大文件的写入操作。