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java io系列13之 BufferedOutputStream(缓冲输出流)的认知、源码和示例

2016-10-06 11:17 691 查看
本文摘抄至:skywang12345

摘要:介绍了 BufferedOutputStream的源码分析。通过小示例对API的使用。在数据不满 定义的缓冲区需要 flush(),当大于时则不进行 缓存的过程。

本章内容包括3个部分:BufferedOutputStream介绍,BufferedOutputStream源码,以及BufferedOutputStream使用示例。

BufferedOutputStream 介绍

BufferedOutputStream 是缓冲输出流。它继承于 FilterOutputStream。

BufferedOutputStream 的作用是为另一个输出流提供 “缓冲功能”。

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BufferedOutputStream 函数列表

BufferedOutputStream(OutputStream out)
BufferedOutputStream(OutputStream out, int size)

synchronized void     close()
synchronized void     flush()
synchronized void     write(byte[] buffer, int offset, int length)
synchronized void     write(int oneByte)


BufferedOutputStream 源码分析(基于jdk1.7.40)

package java.io;

public
class BufferedOutputStream extends FilterOutputStream {
// 保存“缓冲输出流”数据的字节数组
protected byte buf[];

// 缓冲中数据的大小
protected int count;

// 构造函数:新建字节数组大小为8192的“缓冲输出流”
public BufferedOutputStream(OutputStream out) {
this(out, 8192);
}

// 构造函数:新建字节数组大小为size的“缓冲输出流”
public BufferedOutputStream(OutputStream out, int size) {
super(out);
if (size <= 0) {
throw new IllegalArgumentException("Buffer size <= 0");
}
buf = new byte[size];
}

// 将缓冲数据都写入到输出流中
private void flushBuffer() throws IOException {
if (count > 0) {
out.write(buf, 0, count);
count = 0;
}
}

// 将“数据b(转换成字节类型)”写入到输出流中
public synchronized void write(int b) throws IOException {
// 若缓冲已满,则先将缓冲数据写入到输出流中。
if (count >= buf.length) {
flushBuffer();
}
// 将“数据b”写入到缓冲中
buf[count++] = (byte)b;
}

public synchronized void write(byte b[], int off, int len) throws IOException {
// 若“写入长度”大于“缓冲区大小”,则先将缓冲中的数据写入到输出流,然后直接将数组b写入到输出流中
if (len >= buf.length) {

flushBuffer();
out.write(b, off, len);
return;
}
// 若“剩余的缓冲空间 不足以 存储即将写入的数据”,则先将缓冲中的数据写入到输出流中
if (len > buf.length - count) {
flushBuffer();
}
System.arraycopy(b, off, buf, count, len);
count += len;
}

// 将“缓冲数据”写入到输出流中
public synchronized void flush() throws IOException {
flushBuffer();
out.flush();
}

}


说明:

BufferedOutputStream的源码非常简单,这里就BufferedOutputStream的思想进行简单说明:BufferedOutputStream通过字节数组来缓冲数据,当缓冲区满或者用户调用flush()函数时,它就会将缓冲区的数据写入到输出流中。

示例代码

关于BufferedOutputStream中API的详细用法,参考示例代码(BufferedOutputStreamTest.java):

public class BufferedOutputStreamTest {

private static final int LEN = 5;
// 对应英文字母“abcddefghijklmnopqrsttuvwxyz”
private static final byte[] ArrayLetters = {
0x61, 0x62, 0x63, 0x64, 0x65, 0x66, 0x67, 0x68, 0x69, 0x6A, 0x6B, 0x6C, 0x6D, 0x6E, 0x6F,
0x70, 0x71, 0x72, 0x73, 0x74, 0x75, 0x76, 0x77, 0x78, 0x79, 0x7A
};

public static void main(String[] args) {

testBufferedOutputStream() ;
}

private static void testBufferedOutputStream() {

// 创建“文件输出流”对应的BufferedOutputStream
// 它对应缓冲区的大小是16,即缓冲区的数据>=16时,会自动将缓冲区的内容写入到输出流。

try {
File file = new File("out.txt") ;
OutputStream out = new  BufferedOutputStream(
new FileOutputStream(file),16) ;

// 将ArrayLetters数组的前10个字节写入到输出流中
out.write(ArrayLetters, 0, 10);
// 将“换行符\n”写入到输出流中
out.write('\n');

//          out.flush();

readUserInput() ;

out.close();

} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}

}

/**读取用户输入*/
private static void readUserInput() {
System.out.println("please input a text:");
Scanner reader=new Scanner(System.in);
// 等待一个输入
String str = reader.next();
System.out.printf("the input is : %s\n", str);
}
}


运行结果:

生成文件“out.txt”,文件的内容是“abcdefghij”。

分步测试:

分别按照下面3种步骤测试程序,来查看缓冲区大小以及flush()的作用。

情况1:原始程序。

执行流程如下,

运行程序。在程序等待用户输入时,查看“out.txt”的文本内容;发现:内容为空。

运行程序。在用户输入之后,查看“out.txt”的文本内容;发现:内容为“abcdefghij”。

从中,我们发现(01)和(02)的结果不同;之所以(01)中的out.txt内容为空,是因为out.txt对应的缓冲区大小是16字节,而我们只写入了11个字节,所以,它不会执行清空缓冲操作(即,将缓冲数据写入到输出流中)。

而(02)对应out.txt的内容是“abcdefghij”,是因为执行了out.close(),它会关闭输出流;在关闭输出流之前,会将缓冲区的数据写入到输出流中。

注意:重新测试时,要先删除out.txt。

情况2:在readUserInput()前添加如下语句,

out.flush();


执行流程如下,这句话的作用,是将“缓冲区的内容”写入到输出流中。

运行程序。在程序等待用户输入时,查看“out.txt”的文本内容;发现:内容为“abcdefghij”。

运行程序。在用户输入之后,查看“out.txt”的文本内容;发现:内容为“abcdefghij”。

从中,我们发现(01)和(02)结果一样,对应out.txt的内容都是“abcdefghij”。这是因为执行了flush()操作,它的作用是将缓冲区的数据写入到输出流中。

注意:重新测试时,要先删除out.txt!

情况3:在readUserInput()前添加如下语句,

out.write(ArrayLetters, 0, 10);


修改为

out.write(ArrayLetters, 0, 20);


执行流程如下,

运行程序。在程序等待用户输入时,查看“out.txt”的文本内容;发现:内容为“abcdefghijklmnopqrst”(不含回车)。

运行程序。在用户输入之后,查看“out.txt”的文本内容;发现:内容为“abcdefghijklmnopqrst”(含回车)。

从中,我们发现(01)运行结果是“abcdefghijklmnopqrst”(不含回车)。这是因为,缓冲区的大小是16,而我们通过out.write(ArrayLetters, 0, 20)写入了20个字节,超过了缓冲区的大小;这时,会直接将全部的输入都写入都输出流中,而不经过缓冲区。

运行结果是“abcdefghijklmnopqrst”(含回车),这是因为执行out.close()时,将回车符号’\n’写入了输出流中。

注意:重新测试时,要先删除out.txt!
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