「优化Java I/O操作——BufferedInputStream的妙用」

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前言

  在进行Java编程时，避免不了要进行一些文件操作。虽然Java提供了很多类和方法来进行文件操作，但是由于I/O操作是比较费时的，所以我们需要考虑如何优化文件操作的效率。本文介绍了如何使用Java中的BufferedInputStream类来提高I/O操作的效率。

摘要

  本文主要介绍了如何使用Java中的BufferedInputStream类来优化I/O操作。首先介绍了BufferedInputStream类的作用和原理，然后分别从文件读取和文件写入两个角度，介绍了如何使用BufferedInputStream类来提高文件操作的效率。最后通过测试用例来验证了BufferedInputStream类的优化效果。

BufferedInputStream

简介

  BufferedInputStream是Java中的一个输入流，它实现了输入流的缓冲功能，使读取数据更加高效。当从一个InputStream中读取数据时，Java在内部会一次读取一个字节。这种方式读取数据的效率非常低，因为每次读取都需要和硬盘或网络进行IO操作，而这些操作非常耗时。因此，使用BufferedInputStream可以先将读取的数据缓存到内存中，在内存中慢慢读取，这样就可以减少IO操作的次数，提高读取数据的效率。在使用BufferedInputStream时，可以通过调用read()方法来读取数据，该方法会从缓冲区中读取数据，如果缓冲区中没有数据，则会调用底层流来读取数据。

作用和原理

  BufferedInputStream类是Java中的一个输入流缓冲器，它可以提高I/O操作的效率。BufferedInputStream类的原理是，当我们从文件中读取数据时，它会先将数据读入内存缓冲区中，然后再从缓冲区中逐个地读取数据。这样可以减少一些不必要的I/O操作，从而提高读取数据的效率。

使用BufferedInputStream类读取文件

  在进行文件读取时，我们可以使用BufferedInputStream类来提高读取效率。下面是一个使用BufferedInputStream类读取文件的示例代码：

try (BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("./template/hello.txt"))) {
    byte[] buffer = new byte[1024];
    int length;
    while ((length = bis.read(buffer)) != -1) {
        // do something with the data
    }
} catch (IOException e) {
    // handle exception
}

  上面的代码中，我们首先创建了一个BufferedInputStream对象，并将其包装在一个try-with-resources语句中，这样可以自动关闭资源。然后我们创建一个字节数组作为缓冲区，读取文件时每次读取1024个字节，读取到文件末尾时返回-1。我们可以在while循环中对读取到的数据进行处理。

  使用BufferedInputStream类读取文件时，每次读取的数据会先被读入缓冲区中，当缓冲区的数据被读取完后，再从文件中读取新的数据。这样可以减少I/O操作的次数，提高读取数据的效率。

使用BufferedInputStream类写入文件

  在进行文件写入时，我们同样可以使用BufferedInputStream类来提高写入效率。下面是一个使用BufferedInputStream类写入文件的示例代码：

try (BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("./template/hello.txt"))) {
    byte[] data = "Hello, jym! ".getBytes();
    bos.write(data);
} catch (IOException e) {
    // handle exception
}

  上面的代码中，我们首先创建了一个BufferedOutputStream对象，并将其包装在一个try-with-resources语句中，这样可以自动关闭资源。然后我们将要写入的数据转换成字节数组，并通过BufferedOutputStream对象将数据写入到文件中。

  使用BufferedInputStream类写入文件时，每次写入的数据会先被写入到缓冲区中，当缓冲区的数据写满后，再将缓冲区中的数据一次性写入到文件中。这样可以减少I/O操作的次数，提高写入数据的效率。

测试用例

代码演示

  为了验证BufferedInputStream类的优化效果，我们可以编写一个测试用例。下面是一个使用BufferedInputStream类读取文件的测试用例：

package com.example.javase.io.bufferedInputStream;

import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;

/**
 * @author bug菌
 * @version 1.0
 * @date 2023/10/13 17:51
 */
public class BufferedInputStreamTest {

    public static void main(String[] args) {
        long start = System.currentTimeMillis();
        try (BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("./template/hello.txt"))) {
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int length;
            while ((length = bis.read(buffer)) != -1) {
                String content = new String(buffer, 0, length);
                System.out.println("读取内容为：" + content);
            }
        } catch (IOException e) {
            // handle exception
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("Time used: " + (end - start) + "ms");
    }
}

  上面的代码中，我们首先记录了开始时间，然后使用BufferedInputStream类读取文件，并在while循环中对读取到的数据进行处理。最后，在读取数据时，将字节数组转换为字符串，并使用 System.out.println() 方法打印出来；并记录了结束时间，并输出总共使用的时间。

  我们可以在不使用BufferedInputStream类的情况下编写一个相同的测试用例，然后比较两个测试用例的运行时间，从而验证BufferedInputStream类的优化效果。

测试代码解析

这段代码演示了如何使用BufferedInputStream读取文件内容。

  需要注意的是，使用BufferedInputStream可以提高读取文件的效率，但在读取大文件时，可能会导致内存溢出，需要注意调整缓冲区的大小。

测试结果

如下是运行测试用例所得截图，仅供参考：

小结

  通过本文的介绍，我们了解了如何使用Java中的BufferedInputStream类来提高I/O操作的效率。我们可以使用BufferedInputStream类来读取文件和写入文件，达到减少I/O操作次数、提高效率的目的。同时我们还编写了一个测试用例来验证BufferedInputStream类的优化效果。

附录源码

  如上涉及所有源码均已上传同步在「Gitee」，提供给同学们一对一参考学习，辅助你更迅速的掌握。

总结

  BufferedInputStream类是Java中的一个输入流缓冲器，它可以提高I/O操作的效率。我们可以使用BufferedInputStream类来读取文件和写入文件，达到减少I/O操作次数、提高效率的目的。通过编写测试用例，我们验证了BufferedInputStream类的优化效果。在进行文件操作时，我们可以尽可能使用BufferedInputStream类来提高效率。

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