Java中的缓冲流提升I/O性能,通过内存缓冲区减少对硬件访问

简介: 【6月更文挑战第22天】Java中的缓冲流提升I/O性能,通过内存缓冲区减少对硬件访问。`BufferedInputStream`和`BufferedOutputStream`用于字节流,缓存数据批量读写。`BufferedReader`和`BufferedWriter`处理字符流,支持按行操作。使用后务必关闭流。

在Java中,缓冲流(Buffered Stream)是一种特殊的I/O流,它通过引入一个缓冲区来改善读写操作的性能。缓冲流可以在内存中存储数据,这样就可以减少对底层物理设备(如硬盘或网络连接)的访问次数,从而提高效率。

缓冲输入流(Buffered Input Stream)

  • 作用:在从底层输入流(如FileInputStream)读取数据时,先将数据缓存到内存中,然后批量读取,减少了系统调用次数。
  • 常见类BufferedInputStream,通常包装在一个已存在的输入流之上,例如FileInputStreamSocket.getInputStream()等。
// 创建文件输入流并包装成缓冲输入流
FileInputStream fis = new FileInputStream("file.txt");
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis);

// 从缓冲输入流读取数据
byte[] buffer = new byte[1024];
int bytesRead;
while ((bytesRead = bis.read(buffer)) != -1) {
   
    // 处理读取的数据
}

// 关闭流
bis.close();
fis.close();

缓冲输出流(Buffered Output Stream)

  • 作用:在向底层输出流(如FileOutputStream)写入数据时,先将数据缓存到内存中,然后批量写入,减少了系统调用次数。
  • 常见类BufferedOutputStream,通常包装在一个已存在的输出流之上,例如FileOutputStreamSocket.getOutputStream()等。
// 创建文件输出流并包装成缓冲输出流
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("file.txt");
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fos);

// 向缓冲输出流写入数据
String data = "Hello, World!";
bos.write(data.getBytes());

// 刷新缓冲区并关闭流
bos.flush();
bos.close();
fos.close();

缓冲字符流(Buffered Character Streams)

除了字节流之外,Java还提供了相应的缓冲字符流,用于处理文本数据:

  • BufferedReaderBufferedWriter 分别包装在 ReaderWriter 类上。
  • 缓冲字符流可以使用方法 readLine()write(String) 来按行读写数据。
// 创建文件字符流并包装成缓冲字符流
FileReader fr = new FileReader("file.txt");
BufferedReader br = new BufferedReader(fr);

String line;
while ((line = br.readLine()) != null) {
   
    System.out.println(line);
}

br.close();
fr.close();

// 写入数据到文件
FileWriter fw = new FileWriter("file.txt");
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(fw);

bw.write("Hello, World!");
bw.newLine();  // 写入换行符

bw.flush();
bw.close();
fw.close();

总的来说,使用缓冲流可以帮助提高I/O操作的性能,特别是在频繁进行小块数据读写的情况下。注意,在完成所有操作后,应确保正确地关闭了所有的流以释放资源。

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