暑期JAVA学习（24）缓冲流
缓冲流
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- 一、缓冲流概述
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- （1）什么是缓冲流？
- （2）缓冲流的作用是什么？
- （3）缓冲流有几种？
- 二、字节缓冲流
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- （1）字节缓冲流性能优化原理
- （2）字节缓冲流的构造器
- （3）具体使用
- 三、字节缓冲流的性能分析
- 四、字符缓冲流
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- （1）字符缓冲输入流
- （2）字符缓冲输入流新增功能
- （3）字符缓冲输出流
- （4）字符缓冲输出流新增功能
- （5）总结
一、缓冲流概述
（1）什么是缓冲流？
●缓冲流也称为高效流、或者高级流。之前学习的字节流可以称为原始流。
（2）缓冲流的作用是什么？
●作用：缓冲流自带缓冲区、可以提高原始字节流、字符流读写数据的性能
（3）缓冲流有几种？
①字节缓冲流
●字节缓冲输入流： BufferedInputStream
●字节缓冲输出流：BufferedOutputStream
②字符缓冲流
●字符缓冲输入流：BufferedReader
●字符缓冲输出流：BufferedWriter
二、字节缓冲流
（1）字节缓冲流性能优化原理
●字节缓冲输入流自带了8KB缓冲池，直接从缓冲池读取数据，所以性能较好。
●字节缓冲输出流自带了8KB缓冲池，数据就直接写入到缓冲池中去，写数据性能极高了。
（2）字节缓冲流的构造器
①字节缓冲输入流：BufferedInputStream，提高字节输入流读取数据的性能，读写功能上并无变化。
②字节缓冲输出流：BufferedOutputStream，提高字节输出流读取数据的性能，读写功能上并无变化。
| 构造器 | 说明 |
|---|---|
| public BufferedInputStream(InputStream is) | 可以把低级的字节输入流包装成一个高级的缓冲字节输入流管道，从而提高字节输入流读数据的性能 |
| public BufferedOutputStream(OutputStream os) | 可以把低级的字节输出流包装成一个高级的缓冲字节输出流，从而提高写数据的性能 |
（3）具体使用
/**
目标：使用字节缓冲流完成数据的读写操作。
*/
public class ByteBufferDemo {
public static void main(String[] args) {
try (
// 这里面只能放置资源对象，用完会自动关闭：自动调用资源对象的close方法关闭资源（即使出现异常也会做关闭操作）
// 1、创建一个字节输入流管道与原视频接通
InputStream is = new FileInputStream("E:\\2022.7.16.mp4");
// a.把原始的字节输入流包装成高级的缓冲字节输入流
InputStream bis = new BufferedInputStream(is);
// 2、创建一个字节输出流管道与目标文件接通
OutputStream os = new FileOutputStream("E:\\2022.7.16.1.mp4");
// b.把字节输出流管道包装成高级的缓冲字节输出流管道
OutputStream bos = new BufferedOutputStream(os);
) {
// 3、定义一个字节数组转移数据
byte[] buffer = new byte[1024];
int len; // 记录每次读取的字节数。
while ((len = bis.read(buffer)) != -1){
bos.write(buffer, 0 , len);
}
System.out.println("复制完成了！");
} catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}
}
}
三、字节缓冲流的性能分析
分别使用不同的方式复制大视频观察性能情况
（1）需求：
分别使用低级字节流和高级字节缓冲流拷贝大视频，记录耗时。
（2）分析：
①使用低级的字节流按照一个一个字节的形式复制文件。
②使用低级的字节流按照一个一个字节数组的形式复制文件。
③使用高级的缓冲字节流按照一个一个字节的形式复制文件。
④使用高级的缓冲字节流按照一个一个字节数组的形式复制文件。
/**
目标：利用字节流的复制统计各种写法形式下缓冲流的性能执行情况。
复制流：
（1）使用低级的字节流按照一个一个字节的形式复制文件。
（2）使用低级的字节流按照一个一个字节数组的形式复制文件。
（3）使用高级的缓冲字节流按照一个一个字节的形式复制文件。
（4）使用高级的缓冲字节流按照一个一个字节数组的形式复制文件。
源文件：E:\2022.7.16.mp4
目标文件：E:\2022.7.16.2.mp4
小结：
使用高级的缓冲字节流按照一个一个字节数组的形式复制文件，性能好，建议开发使用！
*/
public class ByteBufferTimeDemo {
private static final String SRC_FILE = "E:\\2022.7.16.mp4";
private static final String DEST_FILE = "E:";
public static void main(String[] args) {
//copy01(); // 使用低级的字节流按照一个一个字节的形式复制文件：太慢。直接被淘汰。
copy02(); // 使用低级的字节流按照一个一个字节数组的形式复制文件: 比较慢，但是还是可以忍受的！
//copy03(); // 缓冲流一个一个字节复制：很慢，不建议使用。
copy04(); // 缓冲流一个一个字节数组复制：飞快，简直太完美了（推荐使用）
}
/**
使用低级的字节流按照一个一个字节的形式复制文件
*/
private static void copy01() {
long startTime = System.currentTimeMillis();
try (
// 1、创建低级的字节输入流与源文件接通
InputStream is = new FileInputStream(SRC_FILE);
// 2、创建低级的字节输出流与目标文件接通
OutputStream os = new FileOutputStream(DEST_FILE + "2022.7.19.1.mp4")
){
// 3、定义一个变量记录每次读取的字节（一个一个字节的复制）
int b;
while ((b = is.read()) != -1){
os.write(b);
}
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("使用低级的字节流按照一个一个字节的形式复制文件耗时：" + (endTime - startTime)/1000.0 + "s");
}
/**
使用低级的字节流按照一个一个字节数组的形式复制文件
*/
private static void copy02() {
long startTime = System.currentTimeMillis();
try (
// 这里面只能放置资源对象，用完会自动关闭：自动调用资源对象的close方法关闭资源（即使出现异常也会做关闭操作）
// 1、创建一个字节输入流管道与原视频接通
InputStream is = new FileInputStream(SRC_FILE);
// 2、创建一个字节输出流管道与目标文件接通
OutputStream os = new FileOutputStream(DEST_FILE + "2022.7.19.2.mp4")
) {
// 3、定义一个字节数组转移数据
byte[] buffer = new byte[1024];
int len; // 记录每次读取的字节数。
while ((len = is.read(buffer)) != -1){
os.write(buffer, 0 , len);
}
} catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("使用低级的字节流按照一个一个字节数组的形式复制文件耗时：" + (endTime - startTime)/1000.0 + "s");
}
/**
使用缓冲的字节流按照一个一个字节的形式复制文件
*/
private static void copy03() {
long startTime = System.currentTimeMillis();
try (
// 1、创建低级的字节输入流与源文件接通
InputStream is = new FileInputStream(SRC_FILE);
// a.把原始的字节输入流包装成高级的缓冲字节输入流
InputStream bis = new BufferedInputStream(is);
// 2、创建低级的字节输出流与目标文件接通
OutputStream os = new FileOutputStream(DEST_FILE + "2022.7.19.3.mp4");
// b.把字节输出流管道包装成高级的缓冲字节输出流管道
OutputStream bos = new BufferedOutputStream(os);
){
// 3、定义一个变量记录每次读取的字节（一个一个字节的复制）
int b;
while ((b = bis.read()) != -1){
bos.write(b);
}
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("使用缓冲的字节流按照一个一个字节的形式复制文件耗时：" + (endTime - startTime)/1000.0 + "s");
}
private static void copy04() {
long startTime = System.currentTimeMillis();
try (
// 1、创建低级的字节输入流与源文件接通
InputStream is = new FileInputStream(SRC_FILE);
// a.把原始的字节输入流包装成高级的缓冲字节输入流
InputStream bis = new BufferedInputStream(is);
// 2、创建低级的字节输出流与目标文件接通
OutputStream os = new FileOutputStream(DEST_FILE + "2022.7.19.4.mp4");
// b.把字节输出流管道包装成高级的缓冲字节输出流管道
OutputStream bos = new BufferedOutputStream(os);
) {
// 3、定义一个字节数组转移数据
byte[] buffer = new byte[1024];
int len; // 记录每次读取的字节数。
while ((len = bis.read(buffer)) != -1){
bos.write(buffer, 0 , len);
}
} catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("使用缓冲的字节流按照一个一个字节数组的形式复制文件耗时：" + (endTime - startTime)/1000.0 + "s");
}
}
使用字节缓冲输入流、字节缓冲输出流，结合字节数组的方式，是目前来看是性能最优的组合。
四、字符缓冲流
（1）字符缓冲输入流
●字符缓冲输入流：BufferedReader。
●作用：提高字符输入流读取数据的性能，除此之外多了按照行读取数据的功能。
| 构造器 | 说明 |
|---|---|
| public BufferedReader(Reader r) | 可以把低级的字符输入流包装成一个高级的缓冲字符输入流管道，从而提高字符输入流读数据的性能 |
（2）字符缓冲输入流新增功能
| 方法 | 说明 |
|---|---|
| public String readLine() | 读取一行数据返回，如果读取没有完毕，无行可读返回null |
/**
目标：学会使用缓冲字符输入流提高字符输入流的性能，新增了按照行读取的方法(经典代码)
*/
public class BufferedReaderDemo {
public static void main(String[] args) {
try (
// 1、创建一个文件字符输入流与源文件接通。
Reader fr = new FileReader("Summerday23\\data.txt");
// a、把低级的字符输入流包装成高级的缓冲字符输入流。
BufferedReader br = new BufferedReader(fr);
){
// 2、用循环，每次读取一个字符数组的数据。 1024 + 1024 + 8
// char[] buffer = new char[1024]; // 1K字符
// int len;
// while ((len = br.read(buffer)) != -1) {
// String rs = new String(buffer, 0, len);
// System.out.print(rs);
// }
String line;
while ((line = br.readLine()) != null){
System.out.println(line);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
（3）字符缓冲输出流
●字符缓冲输出流：BufferedWriter。
●作用：提高字符输出流写取数据的性能，除此之外多了换行功能
| 构造器 | 说明 |
|---|---|
| public BufferedWriter(Writer w) | 可以把低级的字符输出流包装成一个高级的缓冲字符输出流管道，从而提高字符输出流写数据的性能 |
（4）字符缓冲输出流新增功能
| 方法 | 说明 |
|---|---|
| public void newLine() | 换行操作 |
/**
目标：缓冲字符输出流的使用，学会它多出来的一个功能：newLine();
*/
public class BufferedWriterDemo{
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 1、创建一个字符输出流管道与目标文件接通
Writer fw = new FileWriter("Summerday23\\data.txt"); // 覆盖管道，每次启动都会清空文件之前的数据
//Writer fw = new FileWriter("Summerday23\data.txt", true); // 追加数据
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(fw);
// a.public void write(int c):写一个字符出去
bw.write(98);
bw.write('a');
bw.write('徐'); // 不会出问题了
bw.newLine(); // bw.write("\r\n"); // 换行
// b.public void write(String c)写一个字符串出去
bw.write("abc我是中国人");
bw.newLine(); // bw.write("\r\n"); // 换行
// c.public void write(char[] buffer):写一个字符数组出去
char[] chars = "abc我是中国人".toCharArray();
bw.write(chars);
bw.newLine(); // bw.write("\r\n"); // 换行
// d.public void write(String c ,int pos ,int len):写字符串的一部分出去
bw.write("abc我是中国人", 0, 5);
bw.newLine(); // bw.write("\r\n"); // 换行
// e.public void write(char[] buffer ,int pos ,int len):写字符数组的一部分出去
bw.write(chars, 3, 5);
bw.newLine(); // bw.write("\r\n"); // 换行
// fw.flush();// 刷新后流可以继续使用
bw.close(); // 关闭包含刷线，关闭后流不能使用
}
}
（5）总结
①字符缓冲流为什么提高了操作数据的性能？
●字符缓冲流自带8K缓冲区
●可以提高原始字符流读写数据的性能
②字符缓冲流的功能如何使用？
●public BufferedReader(Reader r)
●性能提升了,多了readLine()按照行读取的功能
④public BufferedWriter(Writer w)
●性能提升了,多了newLine()换行的功能