【Java】缓冲流如何提高性能

前言

本文写的粗糙，仅作于工作间隙的随笔。

传统的Java IO是基于阻塞的，他的工作状态就是“读/写，等待，读/写，等待······”。

缓冲流有字节和字符两种，原理上几乎差不读，本处以字节缓冲路来进行讨论。

一、缓冲输入流

BufferedInputStream extends FileInputStream，缓冲流的设计思想是基于装饰器设计模式的，需要在构造缓冲流的时候传入一个节点流。

缓冲输入流为什么能够提高效率？

简单一句话就是空间换时间。read方法虽然是一个字节一个字节的返回数据，但是他实际上是一次就读取了buf个字节，然后从buf中返回给read方法，如果取光了，在read一次，如此往复。也就是说，采用了缓冲技术之后，缓冲流调用本地IO的次数变为file.length/buf.length，默认buf是8192个字节，因此read方法的性能提高了约8192倍。当然这不是不需要花费代价的，花费的代价就是多消耗了8191个内存字节。



read(arr[])最终也是使用了read(arr[], int, int)方法，此处两者合在一起介绍。

采用了缓冲技术的read(arr)方法，如果arr.length>=buf.length，那么将不会在使用buf，而是直接将磁盘上的数据填充到arr，这样才能保证最好的性能，但是可能引入的风险是arr的大小没有控制好，导致内存紧张；如果arr.length<buf.length，那么还是依旧读满整个buf，然后从buf中将数据System.arrayCopy到arr中，没有了再次读取磁盘到buf，如此重复，实际上最终和磁盘交互的并不是BufferedInputStream，而是通过构造器注入的其他节点流的native
read(arr[])来实现，代码较多，而且CSDN图片抽风，就不再I贴出来了，自行观赏源码吧！

二、缓冲输出流

BufferedOutputStream extends FileOutputStream。

read(int)方法的思想还是空间换时间，使用缓冲技术，则每次都是写buf，直到buf写满了才会把数据刷到磁盘（刷盘的过程是调用构造方法中传入的节点流的write(arr[])来实现的，而不是直接调用native write(int)实现），没有使用缓冲技术，那么每个字节都需要消耗本地的IO资源，写一个字节，使用一次IO资源，然后再阻塞再写，如此重复。



wirte(arr[])最终调用write(arr[], int, int)，思想是将arr中的数据刷到磁盘。使用了缓冲流技术，如果arr.length>=buf.length，则直接将arr中的数据刷盘；如果arr.length<buf.length，则将数据写入buf，直到buf写满了才会刷盘，刷盘的过程也是调用构造方法中传入的节点流的write(arr[], int, int)完成。

三、总结

缓冲流之所以能够提高性能，主要是利用了在内存中开辟的buf空间来实现的，减少了直接消耗系统IO资源的次数，从而提高了性能。