Java IO流之缓冲流（深入浅出学习）

缓冲流概述

缓冲流，也叫高效流。能够高效读写缓冲流，能够转换编码的转换流，能够持久化存储对象的序列化对象等等。它是四个基本File流的增强，所以也是4个流，按照数据类型分类。

• 字节缓冲流：BufferedInputStream，BufferedOutputStream
• 字符缓冲流：BufferedReader，BufferedWriter

缓冲流的基本原理，是在创建流对象时，会创建一个内置的默认大小的缓冲区数组，通过缓冲区读写，减少系统IO读取次数，从而提高读写的效率。

字节缓冲流

构造方法

BufferedInputStream(InputStream in)
BufferedInputStream(InputStream in, int size)
// 创建一个新的字节缓冲输入流

BufferedOutputStream(OutputStream out) // 将数据写入指定的底层输出流
BufferedOutputStream(OutputStream out, int size) // 将具有指定缓冲区大小的数据写入指定的底层输出流
// 创建一个新的字节缓冲输出流

参数：
InputStream in：字节输入流
OutputStream out：字节输出流
int size：缓冲区大小，不写的话，默认

BufferedOutputStream —— 字节缓冲输出流

举例：把数据写入到文件中

使用步骤：

1.创建FileOutputStream对象，构造方法中绑定要输出的目的地。
2.创建BufferedOutputStream对象，构造方法中传递FileOutputStream对象，提高FileOutputStream对象效率。
3.使用BufferedOutputStream对象中的方法write，把数据写入到内部冲区中。
4.使用BufferedOutputStream对象中的方法flush，把内部冲区中的数据，刷新到文件中。
5.释放资源（会先调用flush方法刷新数据，第4步可以省略）。

import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class DemoBufferedOutputStream {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        method();
    }

    public static void method() throws IOException {
        // 创建FileOutputStream对象，构造方法中绑定要输出的目的地。
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("/Users/liyihua/IdeaProjects/Study/src/view/study/demo33/BufferedOutputStream.txt", true);

        // 创建BufferedOutputStream对象，构造方法中传递FileOutputStream对象，提高FileOutputStream对象效率。
        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fos);

        // 使用BufferedOutputStream对象中的方法write，把数据写入到内部冲区中。
        byte[] bytes = "abc".getBytes();
        bos.write(bytes);

        // 使用BufferedOutputStream对象中的方法flush，把内部冲区中的数据，刷新到文件中。
        bos.flush();

        // 释放资源（会先调用flush方法刷新数据，第4步可以省略）。
        bos.close();
        fos.close();

    }
}

运行生成文件BufferedOutputStream.txt文件，文件的内容如下：

BufferedInputStream —— 字节缓冲输入流

举例：读取文件上例中生成的BufferedOutputStream.txt文件。

使用步骤：

1.创建FileInputStream对象，构造方法中绑定要读取的效据源。
2.创建BufferedInputStream对象，构造方法中传递FileInputStream对象，提高FileInputsStream对象的读取效率
3.使用BufferedInputStream对象中的方法read，读取文件。
4.释放资源。

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

public class DemoBufferedInputStream {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        method();
    }

    private static void method() throws IOException {
        // 创建FileInputStream对象，构造方法中绑定要读取的效据源。
        FileInputStream fis = new FileInputStream(
                "/Users/liyihua/IdeaProjects/Study/src/view/study/demo33/BufferedOutputStream.txt"
        );

        // 创建BufferedInputStream对象，构造方法中传递FileInputStream对象，提高FileInputsStream对象的读取效率
        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis);

        // 使用BufferedInputStream对象中的方法read，读取文件。
        int len1 = bis.read();
        System.out.println(len1);

        int len2 = bis.read();
        System.out.println(len2);

        int len3 = bis.read();
        System.out.println(len3);

        // 第四次读取的时候，所以的字节都已经给读取过了，返回-1
        int len4 = bis.read();
        System.out.println(len4);

        // 释放资源
        bis.close();
        fis.close();
    }
}

控制台输出：

97
98
99
-1

效率测试

/**
 * 举例：不同方法，拷贝图片的速度，来测试效率
 * 
 * 文件复制的步骤(不使用缓冲)：
 * 1.创建一个字节输入流对象，构造方法中绑定要读取的数据源。
 * 2.创建一个字节输出流对象，构造方法中绑定要写入的目的地。
 * 3.使用字节输入流对象中的方法read，读取文件。
 * 4.使用字节输出流中的方法write，把读取到的字节写入到目的地的文件中。
 * 5.释放资源。
 * 
 * 文件复制的步骤(使用缓冲)：
 * 1.创建字节缓冲输入流对象，构造方法中传递字节输入流。
 * 2.创建字节缓冲输出流对象，构造方法中传递字节输岀流。
 * 3.使用字节缓冲输入流对象中的方法read，读取文件。
 * 4.使用字节缓冲输出流中的方法wite，把读取的数据写入到内部缓冲区中。
 * 5.释放资源（会先把缓冲区中的数据，刷新到文件中）。
 */

定义三个方法：

/**
 * 不使用缓冲字节输入输出流，
 * 一个一个字节的方式。
 */
public static void method1() throws IOException {
    FileInputStream fis = new FileInputStream("/Users/liyihua/IdeaProjects/Study/src/view/study/demo33/test.jpg");
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream("/Users/liyihua/IdeaProjects/Study/src/view/study/demo33/copy1.jpg");

    int len = 0;
    while ((len = fis.read()) != -1) {
        fos.write(len);
    }

    fis.close();
    fos.close();
}

/**
 * 不使用缓冲字节输入输出流，
 * 一次读取多个字节的方式。
 */
public static void method2() throws IOException {
    FileInputStream fis = new FileInputStream("/Users/liyihua/IdeaProjects/Study/src/view/study/demo33/test.jpg");
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream("/Users/liyihua/IdeaProjects/Study/src/view/study/demo33/copy2.jpg");

    byte[] bytes = new byte[1024];
    int len = 0;
    while ((len = fis.read(bytes)) != -1) {
        fos.write(bytes, 0, len);
    }

    fis.close();
    fos.close();
}

/**
 * 使用缓冲字节输入输出流
 */
public static void method3() throws IOException {
    BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("/Users/liyihua/IdeaProjects/Study/src/view/study/demo33/test.jpg"));
    BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("/Users/liyihua/IdeaProjects/Study/src/view/study/demo33/copy3.jpg"));

    byte[] bytes = new byte[1024];
    int len = 0;
    while ((len = bis.read(bytes)) != -1) {
        bos.write(bytes, 0, len);
    }

    bos.close();
    bis.close();
}

测试这三个方法的效率：

public class DemoEfficiency {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 方法1效率测试
        long method1StartTime = System.currentTimeMillis();
        method1();
        long method1EndTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("使用方法1，文件复制耗时（毫秒）：" + (method1EndTime - method1StartTime));

        // 方法2效率测试
        long method2StartTime = System.currentTimeMillis();
        method2();
        long method2EndTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("使用方法2，文件复制耗时（毫秒）：" + (method2EndTime - method2StartTime));

        // 方法3效率测试
        long method3StartTime = System.currentTimeMillis();
        method3();
        long method3EndTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("使用方法3，文件复制耗时（毫秒）：" + (method3EndTime - method3StartTime));
    }
}

控制台输出：

使用方法1，文件复制耗时（毫秒）：30268
使用方法2，文件复制耗时（毫秒）：53
使用方法3，文件复制耗时（毫秒）：21

文件大小：8,392,028 字节（磁盘上的 8.4 MB）

运行程序，生成：copy1.jpg、copy2.jpg、copy3.jpg三个文件

可以看出，使用缓冲字节输入输出流效率极高。

字符缓冲流

构造方法

BufferedReader(Reader in)
BufferedReader(Reader in, int sz)
// 创建一个新的缓冲字符输入流

BufferedWriter(Writer out)
BufferedWriter(Writer out, int sz)
// 创建一个新的缓冲字符输出流

参数：
Writer out：字符输出流
Reader in：字符输入流
int sz：缓冲区大小

BufferedWriter —— 字符缓冲输出流

举例：把字符文件写入到文件中

使用步骤：

1.创建字符缓冲输岀流对象，构造方法中传递字符输岀流。
2.调用字符缓冲输出流中的方法write，把数据写入到內存缓冲区中。
3.调用字符缓冲输出流中的方法flush，把内存缓冲区中的数据，刷新到文件中。
4.释放资源。

import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

public class DemoBufferedWrite {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        method();
    }

    private static void method() throws IOException {
        // 创建字符缓冲输岀流对象，构造方法中传递字符输岀流。
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("/Users/liyihua/IdeaProjects/Study/src/view/study/demo34/BufferedWriter.txt"));
        
        // 调用字符缓冲输出流中的方法write，把数据写入到內存缓冲区中。
        bw.write("你好吖！字符缓冲输出流");
        
        // 调用字符缓冲输出流中的方法flush，把内存缓冲区中的数据，刷新到文件中。
        bw.flush();
        
        // 释放资源。
        bw.close();
    }
}

运行结果，生成BufferedWriter.txt文件，文件内容如下：

如果需要换行，可以使用该类里的newLine()方法。该方法如同println()方法。

BufferedReader —— 字符缓冲输入流

这个类有一个特有的成员方法：

String readLine()
// 读取一个文本行（读取一行数据）。
返回值：
包含该行内容的字符串，不包含任何行终止符，如果已到达流末尾，则返回null。

行的终止符：换行（' '）、回车（' '）、回车后直接跟着换行（' '）

举例：读取一个文件中的每行字符。

使用步骤：

1.创建字符缓冲输入流对象，构造方法中传递字符输入流。
2.使用字符缓冲输入流对象中的方法read/readLine，读取文本。
3.释放资源。

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;

public class DemoReader {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        method();
    }

    private static void method() throws IOException {
        // 创建字符缓冲输入流对象，构造方法中传递字符输入流。
        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("/Users/liyihua/IdeaProjects/Study/src/view/study/demo34/test"));

        // 使用字符缓冲输入流对象中的方法read/readLine，读取文本。
        String line;
        while ((line = br.readLine()) != null) {
            // 当每行数据都读取了后，如果再读取，则会返回null
            System.out.println(line);
        }
    }
}

文件test.txt内容如下：

控制台输出：

第1行数据
第2行数据
第3行数据