【Java I/O 流】4 - 5 缓冲流

§4-5 缓冲流

§4-5 缓冲流

4-5.1 高级流

我们先来回顾 I/O 流的体系：

在前面的内容中，我们学习了字节流和字符流中的文件输入输出流，这些流是上图中抽象类的实现子类，属于基本流。

从本节开始，我们开始学习高级流。结合基本流和高级流，整个 I/O 流体系变为：

高级流的种类也有很多，上图中以缓冲流作为了高级流的其中一个例子。

本节先讲缓冲流，缓冲流的体系结构为：

缓冲流引入了缓冲区，相较于无缓冲区的字节文件流，提高了流的效率。而字符流本身自带缓冲区，与其缓冲流相比，效率提升不大，但字符缓冲流中提供了许多实用的方法。

4-5.2 字节缓冲流

构造方法：

构造方法	描述
`BufferedInputStream(InputStream in)`	将基本流包装成高级流，创建一条缓冲输入流
`BufferdInputStream(InputStream in, int size)`	将基本流包装成高级流，创建一条具有指定缓冲区大小的缓冲输入流
`BufferedOutputStream(OutputStream out)`	将基本流包装成高级流，创建一条缓冲输出流
`BufferedOutputStream(OutputStream out, int size)`	将基本流包装成高级流，创建一条具有指定缓冲区大小的缓冲输出流

高级流在底层依赖于基本流，其构造方法要求传入一个基本流对象；

一般考虑在参数中使用 new 创建基本流对象；
若不指定缓存大小，则创建一个长度为 8192 的缓冲区（byte[] buf，8 KB）以提高性能；
基本流中的方法在缓冲流中可用，用法相同（详见官方文档）；
关闭流释放资源时，只需要关闭高级流即可，方法内部会自行关闭所依赖的基本流；

提高效率的原理：

创建缓冲流对象时，会同时在内部保存所传入的基本流对象，并同时创建缓冲字节数组作为缓冲区；不同的对象的缓冲区相互独立；

下文为了易于区分，将缓冲输入流的缓冲区称为输入缓冲区；将缓冲输出流的缓冲区称为输出缓冲区；
调用 read 方法时，缓冲流会先查看输入缓冲区是否有可读未读数据，若没有，则先调用基本流进行尽可能多地将数据读取到输入输入缓冲区中；

当输入缓冲区填入数据时，在输入缓冲区中读取可读未读数据；当输入缓冲区的数据全部读取完毕后，继续从文件中读取并填入到输入缓冲区中，直至基本流来到了文件末端，无更多数据可读，返回 -1；
调用 write 方法时，缓冲流会优先将数据写到输出缓冲区中，直到缓冲区满时，或手动刷新输出缓冲区（flush）时，将输出缓冲区中的数据输出到文件中；
引入缓冲区，减少了从硬盘读写数据的次数，将大多数操作转化到在内存中进行，提高了运行效率；

为了提高效率，建议使用字节缓冲流拷贝文件，在内存中操作时，建议使用带数组参数的 read 方法，提高性能（减少访问外存次数、提高在内存中转移数据的容量）。

4-5.3 字符缓冲流

构造方法：

构造方法	描述
`BufferedReader(Reader in)`	将基本流包装成高级流，创建一条缓冲输入流
`BufferedReader(Reader in, int sz)`	将基本流包装成高级流，创建一条具有指定缓冲区大小的缓冲输入流
`BufferedWriter(Writer out)`	将基本流包装成高级流，创建一条缓冲输出流
`BufferedWriter(Writer out, int sz)`	将基本流包装成高级流，创建一条具有指定缓冲区大小的缓冲输出流

高级流在底层依赖于基本流，其构造方法要求传入一个基本流对象；

一般考虑在参数中使用 new 创建基本流对象；
若不指定缓存大小，则创建一个长度为 8192 的缓冲区（char[] cb，16 KB）以提高性能；

但字符流本身已经自带了一个长度为 8192 的缓冲区，因此其缓冲流所带来的性能提升不明显；
基本流中的方法在缓冲流中可用，用法相同（详见官方文档）；
关闭流释放资源时，只需要关闭高级流即可，方法内部会自行关闭所依赖的基本流；

字符缓冲流的独有方法：

字符流的基本流中的读写方法在缓冲流中仍可用，但这里重点介绍字符缓冲流的特有方法。

方法	来源	描述
`String readLine()`	输入流	读取一行数据，若无数据可读，返回 `null`
`void newLine()`	输出流	输出一个跨平台换行

readLine 方法会读取文件的一整行，遇到回车结束，但是并不会将换行符读取到内存中；

4-5.4 案例演示

需求：还原《出师表》。

乱序原文

3.侍中、侍郎郭攸之、费帏、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下。愚以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，比得裨补阙漏，有所广益。
8.愿陛下托臣以讨贼兴复之效，不效，则治臣之罪，以告先帝之灵。若无兴德之言，则攸之、袆、允等之慢，以彰其咎：陛下亦宜自谋，以咨诹善道，察纳雅言，深追先帝谴诏，臣不胜受恩感激。
4.将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用之于昔日，先帝称之曰能，是以众议举宠为督。愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。
2.宫中府中，俱为一体，陟罚臧否，不宜异同。若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其刑赏，以昭陛下平明之理，不宜偏私，使内外异法也。
1.先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也，诚宜开张圣听，以光先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。
9.今当远离，临表涕零，不知所言。
6.臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。后值倾覆，受任于败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年矣。
7.先帝知臣谨慎，故临崩寄臣以大事也。受命以来，夙夜忧叹，恐付托不效，以伤先帝之明，故五月渡泸，深入不毛。今南方已定，兵甲已足．当奖率三军，北定中原，庶竭驽钝，攘除奸凶，兴复汉室，还于旧都。此臣所以报先帝而忠陛下之职分也。至于斟酌损益，进尽忠言，则攸之、袆、允之任也。
5.亲贤臣．远小人，此先汉所以兴隆也；亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。先帝在时，每与臣论此事，未尝不叹息痛恨于桓、灵也。侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣．陛下亲之信之，则汉室之隆．可计日而待也。

实现：

public static void main(String[] args) throws IOException {
    //还原出师表：纯文本，用字符流
    //创建阅读器和集合
    BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("JavaSE\\aaa\\bbb\\csb_original.txt"));
    TreeMap<Integer, String> paras = new TreeMap<>();       //红黑树自动排序

    //读取文件，把段落放到集合中
    String line;
    while ((line = br.readLine()) != null) {    //使用字符缓冲流读取一整行提高效率
        String[] arr = line.split("\\.");
        paras.put(Integer.parseInt(arr[0]), arr[1]);
    }

    //关闭流
    br.close();

    //创建新文件
    //IO流随用随创建，不用则关闭
    BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("JavaSE\\aaa\\bbb\\csb.txt"));

    //遍历并输出
    String[] recovered = paras.entrySet()
        .stream()
        .map(entry -> entry.getKey() + "." + entry.getValue()).toArray(String[]::new);

    for (String s : recovered) {
        bw.write(s);
        bw.newLine();
    }

    //关闭流
    bw.close();
}

posted @ 2023-08-19 17:52 Zebt 阅读(19) 评论(0) 收藏举报

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