22. IO流之緩衝流

IO流之緩衝流

​ 緩衝流是一個更強大的流，能夠高效讀寫。另外也有能夠轉換編碼的轉換流，能夠持久化存儲對象的序列化流等等。這些功能更爲強大的流，都是在基本的流對象基礎之上創建而來的，相當於是對基本流對象的一種增強。

​ 緩衝流與普通流對比，緩衝流一次默認讀寫8192個字節，普通流通過數組來讀取的時候通過設置適當的數字字節長度可以達到比緩衝流還要高效，但是緩衝流也可以改變緩衝區的默認值和，每次搬運的字節數，緩衝流更靈活。

1. 緩衝流概述

緩衝流是對FileOutputStream/FileInputStream/FileWriter/FileReader流的增強，所以也是4個流，按照數據類型分類：

1. 字節緩衝流： BufferedInputStream/BufferedOutputStream
2. 字符緩衝流： BufferedReader/BufferedWriter

緩衝流的基本原理，是在創建流對象時，會創建一個內置的默認大小的緩衝區數組，通過緩衝區讀寫，等湊夠了緩衝區大小的時候一次性寫入磁盤，減少系統IO次數，從而提高讀寫的效率。
學習基礎流的時候我們就已經知道flush()和close()這兩個方法，這裏再點一下：

1. flush()是從緩衝區把文件寫出。
2. close()是將文件從緩衝區內寫出並且關閉相應的流。

2. 字節緩衝流

BufferedInputStream/BufferedOutputStream

構造方法

• public BufferedInputStream(InputStream in) ：創建一個 新的緩衝輸入流。
• public BufferedOutputStream(OutputStream out)： 創建一個新的緩衝輸出流。

// 創建字節緩衝輸入流
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("bis.txt"));
// 創建字節緩衝輸出流
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("bos.txt"));

效率測試

查詢API，緩衝流讀寫方法與基本的流是一致的，我們通過複製大文件，測試它的效率。

使用基本流，代碼如下：

public class BufferedDemo {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        // 記錄開始時間
        long start = System.currentTimeMillis();
        // 創建流對象
        try (
            FileInputStream fis = new FileInputStream("jdk9.exe");
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream("copy.exe")
        ){
            // 讀寫數據
            int b;
            while ((b = fis.read()) != ‐1) {
                fos.write(b);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        // 記錄結束時間
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("普通流複製時間:"+(end ‐ start)+" 毫秒");
    }
}

十幾分鍾過去了…

使用緩衝流，代碼如下：

public class BufferedDemo {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        // 記錄開始時間
        long start = System.currentTimeMillis();
        // 創建流對象
        try (
            BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("jdk9.exe"));
            BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("copy.exe"));
        ){
            // 讀寫數據
            int b;
            while ((b = bis.read()) != ‐1) {
                bos.write(b);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        // 記錄結束時間
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("緩衝流複製時間:"+(end ‐ start)+" 毫秒");
    }
}

緩衝流複製時間:8016 毫秒

如何更快呢？

使用數組的方式，代碼如下：

public class BufferedDemo {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        // 記錄開始時間
        long start = System.currentTimeMillis();
        // 創建流對象
        try (
            BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("jdk9.exe"));
            BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("copy.exe"));
        ){
            // 讀寫數據
            int len;
            byte[] bytes = new byte[8*1024];
            while ((len = bis.read(bytes)) != ‐1) {
                bos.write(bytes, 0 , len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        // 記錄結束時間
        long end = System.currentTimeMillis();
        // 緩衝流使用數組複製時間:666 毫秒
        System.out.println("緩衝流使用數組複製時間:"+(end ‐ start)+" 毫秒");
    }
}

3. 字符緩衝流

構造方法

public BufferedReader(Reader in)：創建一個 新的緩衝輸入流。

public BufferedWriter(Writer out)： 創建一個新的緩衝輸出流。

// 創建字節緩衝輸入流
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("br.txt"));
// 創建字節緩衝輸出流
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("bw.txt"));

特有方法

字符緩衝流的基本方法與普通字符流調用方式一致，不再闡述，我們來看它們具備的特有方法。

BufferedReader： public String readLine(): 讀一行文字。

public class BufferedReaderDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 創建流對象
        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("in.txt"));
        // 定義字符串,保存讀取的一行文字
        String line = null;
        // 循環讀取,讀取到最後返回null
        while ((line = br.readLine())!=null) {
            System.out.print(line);
            System.out.println("‐‐‐‐‐‐");
        }
        // 釋放資源
        br.close();
    }
}

BufferedWriter： public void newLine(): 寫一行行分隔符,由系統屬性定義符號。

public class BufferedWriterDemo throws IOException {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 創建流對象
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("out.txt"));
        // 寫出數據
        bw.write("簡維");
        // 寫出換行
        bw.newLine();
        bw.write("程序");
        bw.newLine();
        bw.write("員");
        bw.newLine();
        // 釋放資源
        bw.close();
    }
}
輸出效果:
簡維
程序
員

4. 練習–文本排序

請將文本信息恢復順序

3.侍中、侍郎郭攸之、費禕、董允等，此皆良實，志慮忠純，是以先帝簡拔以遺陛下。愚以爲宮中之事，事無大小，悉以諮之，然後施行，必得裨補闕漏，有所廣益。

8.願陛下託臣以討賊興復之效，不效，則治臣之罪，以告先帝之靈。若無興德之言，則責攸之、禕、允等之慢，以彰其咎；陛下亦宜自謀，以諮諏善道，察納雅言，深追先帝遺詔，臣不勝受恩感激。

4.將軍向寵，性行淑均，曉暢軍事，試用之於昔日，先帝稱之曰能，是以衆議舉寵爲督。愚以爲營中之事，悉以諮之，必能使行陣和睦，優劣得所。

2.宮中府中，俱爲一體，陟罰臧否，不宜異同。若有作奸犯科及爲忠善者，宜付有司論其刑賞，以昭陛下平明之理，不宜偏私，使內外異法也。

1.先帝創業未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此誠危急存亡之秋也。然侍衛之臣不懈於內，忠志之士忘身於外者，蓋追先帝之殊遇，欲報之於陛下也。誠宜開張聖聽，以光先帝遺德，恢弘志士之氣，不宜妄自菲薄，引喻失義，以塞忠諫之路也。

9.今當遠離，臨表涕零，不知所言。

6.臣本布衣，躬耕於南陽，苟全性命於亂世，不求聞達於諸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顧臣於草廬之中，諮臣以當世之事，由是感激，遂許先帝以驅馳。後值傾覆，受任於敗軍之際，奉命於危難之間，爾來二十有一年矣。

7.先帝知臣謹慎，故臨崩寄臣以大事也。受命以來，夙夜憂嘆，恐付託不效，以傷先帝之明，故五月渡瀘，深入不毛。今南方已定，兵甲已足，當獎率三軍，北定中原，庶竭駑鈍，攘除奸兇，興復漢室，還於舊都。此臣所以報先帝而忠陛下之職分也。至於斟酌損益，進盡忠言，則攸之、禕、允之任也。

5.親賢臣，遠小人，此先漢所以興隆也；親小人，遠賢臣，此後漢所以傾頹也。先帝在時，每與臣論此事，未嘗不嘆息痛恨於桓、靈也。侍中、尚書、長史、參軍，此悉貞良死節之臣，願陛下親之信之，則漢室之隆，可計日而待也。

案例分析

1. 逐行讀取文本信息。

2. 解析文本信息到集合中。

3. 遍歷集合，按順序，寫出文本信息。

案例實現

public class BufferedTest {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 創建map集合,保存文本數據,鍵爲序號,值爲文字
        HashMap<String, String> lineMap = new HashMap<>();
        // 創建流對象
        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("in.txt"));
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("out.txt"));
        // 讀取數據
        String line = null;
        while ((line = br.readLine())!=null) {
            // 解析文本
            String[] split = line.split("\\.");
            // 保存到集合
            lineMap.put(split[0],split[1]);
        }
        // 釋放資源
        br.close();
        // 遍歷map集合
        for (int i = 1; i <= lineMap.size(); i++) {
            String key = String.valueOf(i);
            // 獲取map中文本
            String value = lineMap.get(key);
            // 寫出拼接文本
            bw.write(key+"."+value);
            // 寫出換行
            bw.newLine();
        }
        // 釋放資源
        bw.close();
    }
}

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