Java中IO缓冲区的原理是啥

Posted 2023-05-12

如果是边读边写，就会很慢，也伤硬盘。缓冲区就是内存里的一块区域，把数据先存内存里，然后一次性写入，类似数据库的批量操作，这样效率比较高。

调用I\O操作的时候，实际上还是一个一个的读或者写，关键就在，CPU只有一个，不论是几个核心。CPU在系统调用时，会不会还要参与主要操作？参与多次就会花更多的时间。

系统调用时，若不用缓冲，CPU会酌情考虑使用 中断。此时CPU是主动地，每个周期中都要花去一部分去询问I\O设备是否读完数据，这段时间CPU不能做任何其他的事情（至少负责执行这段模块的核不能）。所以，调用一次读了一个字，通报一次，CPU腾出时间处理一次。

而设置缓冲，CPU通常会使用 DMA 方式去执行 I\O 操作。CPU 将这个工作交给DMA控制器来做，自己腾出时间做其他的事，当DMA完成工作时，DMA会主动告诉CPU“操作完成”。这时，CPU接管后续工作。在此，CPU 是被动的。DMA是专门 做 I＼O 与 内存 数据交换的，不仅自身效率高，也节约了CPU时间，CPU在DMA开始和结束时做了一些设置罢了。
所以，调用一次，不必通报CPU，等缓冲区满了，DMA 会对C PU 说 “嘿，伙计！快过来看看，把他们都搬走吧”。

综上，设置缓冲，就建立了数据块，使得DMA执行更方便，CPU也有空闲，而不是呆呆地候着I\O数据读来。从微观角度来说，设置缓冲效率要高很多。尽管，不能从这个程序上看出来。 几万字的读写\就能看到差距 参考技术A 如果是边读边写，就会很慢，也伤硬盘。缓冲区就是内存里的一块区域，把数据先存内存里，然后一次性写入，类似数据库的批量操作，这样效率比较高。追问

是不是可以通过byte[] 数组来声明缓冲区的大小？

追答

是的。对于IO类，也是使用byte数组的

本回答被提问者采纳 参考技术B 缓冲区就是内存里的一块区域，把数据先存内存里，然后一次性写入，类似数据库的批量操作，这样效率比较高。 参考技术C 原理就是预先读取字节流存入内存，以后只操作内容，这样效率高

Java核心类库-IO-包装流概述和缓冲流原理

处理流/包装流（相对于节点流更高级）：

1. 隐藏了底层的节点流的差异，并对外提供了更方便的输入/输出功能，让我们之关心高级流操作。

2. 使用处理包装流包装了节点流程序直接操作处理流，让节点流与底层的设备做IO操作。

3. 只需要关闭处理流即可

包装流如何分区：写代码的时候，发现创建对象的时候，需要传递另一个流对象。new 包装流（流对象）；

 

什么是缓冲流：

　　是一个包装流，目的起缓存作用。

　　BufferedInputStream：

　　BufferedOutputStream：

　　BufferedReader：

　　BufferedWreiter：

 

缓冲流的目的：

　　操作流的时候，习惯定义一个byte/char数组

　　int read();每次都从磁盘文件中读取一个字节，直接操作磁盘文件性能极低。

　　解决方案：第一一个数组作为缓冲区

　　byte[] buffer = new byte[1024]; 该数组其实就是一个缓冲区。

　　一次性从磁盘文件中读取1024个字节，如此以来，操作磁盘文件的次数少了，性能就得以提升。

　　SUN公司提供了默认缓存区大小是8192（1024*8），我们一般不用修改大小。

第一次读取：就把磁盘文件中的8192个字节读取到内存中，我们从内存中读取到程序中。

输出时每次把数据先写出到内存缓冲区中，当内存缓冲区大小满了8192个字节，此刻才把缓冲区的数据写出给磁盘文件。

 

字节缓冲流（BufferedInputStream，BufferedOutputStream）

 

 1 public static void main(String[] args) throws Exception {
 2         //字节缓冲输出流
 3         BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("stream.txt",true));//true表示可追加
 4         bos.write("hello word".getBytes());
 5         bos.close();
 6 
 7         //字节缓冲输入流
 8         BufferedInputStream bin = new BufferedInputStream(new FileInputStream("stream.txt"));
 9         byte[] buffer = new byte[1024];
10         int len = -1;
11         while((len = bin.read(buffer)) !=-1){
12             System.out.println(new String(buffer,0,len));
13         }
14         bin.close();}

 

 

BufferedWriter与BufferedReader

public static void main(String[] args) throws IOException {
        //输出
        BufferedWriter out = new BufferedWriter(new FileWriter("stream.txt",true));
        out.write("锄禾日当午");
        out.newLine();//换行
        out.write("汗滴禾下土");
        out.close();

        //输入
        BufferedReader in = new BufferedReader(new FileReader("stream.txt"));
        char[] buffer = new char[1024];
        int len = -1;
        while((len = in.read(buffer)) !=-1){
            System.out.println(new String(buffer,0,len));
        }
        in.close();

        //按行读取
        BufferedReader in2 = new BufferedReader(new FileReader("stream.txt"));
        String line = null;
        while ((line = in2.readLine())!=null){
            System.out.println(line);
        }
        in2.close();
    }