面试题：Java输入输出流中的缓冲流原理及应用

缓冲流提高输入输出性能的原理

减少系统调用次数：
- BufferedInputStream和BufferedOutputStream内部都有一个缓冲区（字节数组）。例如BufferedInputStream在读取数据时，不是每次都从底层输入流（如文件流）中读取单个字节，而是一次性从底层输入流读取多个字节到缓冲区中。当程序调用read()方法读取数据时，首先从缓冲区中获取数据。只有当缓冲区中的数据读完后，才会再次从底层输入流中填充缓冲区。
- 对于BufferedOutputStream，调用write()方法时，数据先写入缓冲区，而不是直接写入底层输出流。当缓冲区满或者调用flush()方法时，才将缓冲区中的数据一次性写入到底层输出流。这样大大减少了对底层输入输出设备的系统调用次数，因为系统调用通常是比较耗时的操作，从而提高了输入输出性能。
数据批量传输：
- 由于缓冲区可以批量读取或写入数据，相比每次读取或写入单个字节，减少了数据传输的开销。例如，从文件读取数据，如果没有缓冲区，每次读取一个字节都要与文件系统交互，而使用BufferedInputStream可以一次读取多个字节到缓冲区，然后程序从缓冲区中顺序获取数据，减少了与文件系统的交互次数。

使用缓冲流时的注意事项

及时关闭流：
- 缓冲流使用完后必须关闭，否则可能会导致资源泄漏。不仅要关闭缓冲流，还要关闭其底层的流。例如，BufferedInputStream可能包装了一个FileInputStream，关闭BufferedInputStream时会自动关闭其底层的FileInputStream，但为了代码的清晰和规范，建议手动先关闭缓冲流，再关闭底层流。
注意缓冲区大小：
- 缓冲流构造函数可以指定缓冲区大小。默认情况下，BufferedInputStream和BufferedOutputStream的缓冲区大小是8192字节（8KB）。在某些场景下，如果数据量非常大或者系统资源有限，可以根据实际情况调整缓冲区大小。例如，在处理超大文件时，适当增大缓冲区大小可能会进一步提高性能，但同时也会占用更多内存。
flush操作：
- 对于BufferedOutputStream，在数据写入缓冲区后，需要调用flush()方法将缓冲区的数据真正写入到底层输出流。特别是在程序结束前，如果没有调用flush()方法，可能会导致部分数据留在缓冲区中未被写入。例如，在网络编程中向服务器发送数据时，如果不flush，服务器可能无法及时收到完整的数据。

代码示例

使用BufferedInputStream读取文件：

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

public class BufferedInputStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (InputStream inputStream = new FileInputStream("example.txt");
             BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream(inputStream)) {
            int data;
            while ((data = bufferedInputStream.read()) != -1) {
                System.out.print((char) data);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

使用BufferedOutputStream写入文件：

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

public class BufferedOutputStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        String content = "This is an example of using BufferedOutputStream.";
        try (OutputStream outputStream = new FileOutputStream("output.txt");
             BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream(outputStream)) {
            byte[] data = content.getBytes();
            bufferedOutputStream.write(data);
            bufferedOutputStream.flush();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在上述BufferedOutputStream的示例中，flush()方法确保了数据从缓冲区写入到文件中。如果不调用flush()方法，数据可能会留在缓冲区中，导致文件内容不完整。在BufferedInputStream的示例中，通过缓冲区，减少了从文件系统读取数据的次数，提高了读取效率。

星途面试题库

面试题：Java输入输出流中的缓冲流原理及应用

知识考点

面试题答案

缓冲流提高输入输出性能的原理

使用缓冲流时的注意事项

代码示例