Java I/O流的缓冲机制是如何实现的？

Java I/O 流通过 BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream 提供缓冲机制，提高读写性能。BufferedInputStream 从底层输入流读取数据并存储在内部缓冲区中，提高对频繁读取小数据块的性能。BufferedOutputStream 将数据写入内部缓冲区，当缓冲区已满或需要立即刷新时，写入底层输出流，优化对不频繁写入大数据块的性能。

Java I/O 流的缓冲机制

缓冲机制概述

Java I/O 流提供了缓冲机制，它通过在内存中存储数据块（缓冲区）来提高读写性能。当操作缓冲区时，I/O 操作是针对缓冲区进行的，而不是直接针对底层文件或流。这可以节省系统调用和上下文的切换时间。

缓冲机制的实现

Java I/O 流中的缓冲机制是通过使用 BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream 输入/输出流实现的。这些流包含内部缓冲区，用于在内存中存储数据块。

BufferedInputStream

BufferedInputStream 读入数据并存储在内部缓冲区中。当缓冲区填满时，流会从底层输入流中读取另一个数据块，填充缓冲区，并返回缓冲区中的第一个字节。这提高了对小数据块频繁读取的性能。

BufferedOutputStream

BufferedOutputStream 将数据写入内部缓冲区。当缓冲区已满或者需要立即刷新数据时，流将缓冲区中的数据写入底层输出流。这优化了对大数据块的不频繁写入的性能，减少了系统调用的数量。

实战案例

考虑以下代码，它使用 BufferedInputStream 读入一个文本文件：

try (BufferedInputStream in = new BufferedInputStream(new FileInputStream("input.txt"))) {
    byte[] buf = new byte[1024];
    int bytesRead;

    while ((bytesRead = in.read(buf)) != -1) {
        System.out.write(buf, 0, bytesRead);
    }
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

在此示例中，BufferedInputStream 将数据分块读入内部缓冲区，从而提高了对小数据块频繁读取的性能。

需要注意的点

• 缓冲区大小会影响性能。较大的缓冲区可以减少系统调用的数量，但也会消耗更多的内存。
• BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream 类的缓冲区是通过 java.io.BufferedInputStream.DEFAULT_BUFFER_SIZE （默认为 8192 字节）指定的，您可以在构建流实例时覆盖此值。
• 当使用 flush() 方法时，BufferedOutputStream 会立即将缓冲区中的数据写入底层输出流，而 BufferedInputStream 则会在从缓冲区中读取所有数据或关闭流时刷新缓冲区。

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