【叙述】Java的IO流的缓冲流的原理（前面简单阐述，后面带源码剖析）

Hello，大家好，我是尘封已久的恨意。感谢老铁们能点进来一看。

这个文章，我就说下缓冲流，输出和输入和缓冲区的一些常识。

我们先来看个图：
（图我自己绘制的，凑合着看吧）

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为了提高数据读写的速度，Java API提供了带缓冲功能的流类，在使用这些流类时，会创建一个内部缓冲区数组，缺省使用8192个字节(8Kb)的缓冲区。

缓冲流和普通的流区别就在于多了一个缓冲区。
不管是读取数据还是输出数据都要经过缓冲区。

普通的数据流每次读写都要访问磁盘，但是磁盘的速度很慢，所以如果你频繁访问消耗的时间就比较大。缓冲流可以解决这个问题。

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使用BufferedOutputStream输出数据的时候，先写到缓冲区中，直到缓冲区写满， BufferedOutputStream才会把缓冲区中的数据一次性写到文件里。使用方法 flush()可以强制将缓冲区的内容全部写入输出流（这样一来和磁盘打交道的次数减少了，效率也就高了。）

使用BufferedIntputStream输入数据的时候，，BufferedInputStream会一次性从 文件中读取8192个(8Kb)，存在缓冲区中，再这之后的读取都是直接从缓冲区里读取数据，直到缓冲区里的数据读取没了，才重新从文件中 读取下一个8192个字节数组。（因为读取访问的是数组，访问速度比磁盘快好几倍，所以效率高）

来看一波代码：

public class Main {
     
    public static void main(String[] args)throws Exception {
     

        //字节缓冲输出流
        BufferedOutputStream bfoutput=new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(new File("d:"+File.separator+"demo"+File.separator+"mldn.txt")));

        String str="尘封已久的恨意";
        byte[] bytes=str.getBytes();//把字符串转成byte[]数组

        bfoutput.write(bytes);//这里就直接一次性全部输出数组
        bfoutput.close();

    }
}

这种是一次性把数据输入到缓冲区，然后调用close(）方法关闭流的时候，会刷新一次缓冲区，把数据写入磁盘。
如果这样使用缓冲流（单次写入） 效率会比普通流效率还低。因为缓冲流会先把数据放缓冲区，然后再放到磁盘里，而普通的流是直接把数据写入磁盘里。
而且还有一个点要注意就是，你必须要调用flush()方法或者close(）方法刷新缓冲区，这样数据才能写入到磁盘里，不然数据都留在缓冲区里。

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但是如果代码这样写：

public class Main {
     
    public static void main(String[] args)throws Exception {
     

        //字节缓冲输出流
        BufferedOutputStream bfoutput=new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(new File("d:"+File.separator+"demo"+File.separator+"mldn.txt")));

        String str="尘封已久的恨意666";
        byte[] bytes=str.getBytes();//把字符串转成byte[]数组

       for(int x=0;x<bytes.length;x++){
     

            bfoutput.write(bytes[x]);
        }
        bfoutput.close();//关闭流，关闭之前会刷新缓冲区，不然数据都在缓冲区，没法写入磁盘
    }
}

这个和刚才的唯一区别就是，这次使用了循环输出，输出的次数频繁了。
这样缓冲区的优势就出来了。
比单次写入的话，缓冲流的效率比普通流低。
但是比循环写入的话，缓冲流的效率比普通流高。

普通的数据流每次读写都要访问磁盘，但磁盘的速度很慢，频繁访问磁盘消耗的时间就比较长。缓冲流是先在缓冲区（缓冲数组)里存数据，存满了，再写入磁盘。访问的次数要比普通流要少，消耗的时间也就少，所以效率高。

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还有一个就是Question1：写入数据时，如果写入的数据长度大于缓冲区的长度，那么缓冲流会怎么处理这种情况？？？
Question2：写入数据时，写入数据的长度超过了缓冲区的剩余长度，那么缓冲流会怎么处理这种情况??
这两个疑问，也是我写这篇帖子的动力，因为除了这个，上面讲的那些东西纯粹算是科普，毫无难度可言。

/**
     * Writes {@code len} bytes from the specified byte array
     * starting at offset {@code off} to this buffered output stream.
     *
     * 
 Ordinarily this method stores bytes from the given array into this
     * stream's buffer, flushing the buffer to the underlying output stream as
     * needed.  If the requested length is at least as large as this stream's
     * buffer, however, then this method will flush the buffer and write the
     * bytes directly to the underlying output stream.  Thus redundant
     * {@code BufferedOutputStream}s will not copy data unnecessarily.
     *
     * @param      b     the data.
     * @param      off   the start offset in the data.
     * @param      len   the number of bytes to write.
     * @throws     IOException  if an I/O error occurs.
     */
    @Override
    public synchronized void write(byte b[], int off, int len) throws IOException {
     
        if (len >= buf.length) {
     
            /* If the request length exceeds the size of the output buffer,
               flush the output buffer and then write the data directly.
               In this way buffered streams will cascade harmlessly. */
            flushBuffer();
            out.write(b, off, len);
            return;
        }
        if (len > buf.length - count) {
     
            flushBuffer();
        }
        System.arraycopy(b, off, buf, count, len);
        count += len;
    }

以上就是源码了。

if (len >= buf.length) ，如果你写入的数据长度超过缓冲区的长度，那么就会刷新缓冲区，然后直接把数据写入磁盘，就不用缓冲区了。

刷新缓冲区的原因也很好理解：可能之前写入的数据还再缓冲区里面，所以先把缓冲区刷新，缓冲区中的数据写入到磁盘。然后再把这次超过缓冲区长度的数据写入。这样才能完整的拼接数据。

if (len > buf.length - count) len是你要写入的字节数，buf.length是缓存数组的长度，count是缓冲区中的有效字节数。
如果，你写入的数据长度超过缓冲区中剩余空间的长度。
那么就会刷新当前的缓冲区，即把缓冲区的数据写入到磁盘中。
然后再进行数据写入（把新的数据写入缓冲区）

以下，我给出机翻对比。大家细品吧。
/* If the request length exceeds the size of the output buffer, flush the output buffer and then write the data directly. In this way buffered streams will cascade harmlessly. */

如果请求长度超过输出缓冲区的大小，请刷新输出缓冲区，然后直接写入数据。这样，缓冲流将无害地级联。

从指定的字节数组写入{@code len}个字节
从偏移量{@code off}开始到这个缓冲的输出流。
通常，此方法将给定数组中的字节存储到
流的缓冲区，将缓冲区刷新为基础输出流
需要。如果请求的长度至少与此流的长度一样大
但是，此方法将刷新缓冲区并写入
直接指向基础输出流的字节。因此是多余的
{@code BufferedOutputStream}s不会不必要地复制数据。
@参数b数据。
@参数关闭数据中的起始偏移量。
@param len要写入的字节数。
@如果发生I/O错误，则引发IOException。

这里我用的字节缓冲流做的演示，字符缓冲流也同理，只不过它是操作的字符。

OK，就到这里结束了。