缓冲流

Java 缓冲流（Buffered Stream）详解

在 Java IO 中，缓冲流（Buffered Stream） 是对基本 IO 流的 增强，它提供 缓冲区 来减少直接与硬盘或网络交互的次数，从而提高 读写效率。

Java 提供了 字节缓冲流 和 字符缓冲流 两大类，用于字节流（InputStream/OutputStream）和字符流（Reader/Writer）的优化。

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✅ 1. 缓冲流的作用

• 减少 IO 操作次数：普通流每次 read() 或 write() 操作都会进行 一次磁盘 IO，而缓冲流会 一次性读取/写入多个字节或字符，提高性能。
• 提高读写效率：缓存数据到 内存缓冲区，减少对底层物理设备的直接访问，提高程序性能。
• 提供更方便的方法：如 BufferedReader.readLine() 可直接 读取一整行，比 FileReader.read() 逐个字符读取更高效。

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✅ 2. 缓冲流的分类

缓冲流分为 字节缓冲流 和 字符缓冲流：

流类型	对应的普通流	缓冲流
字节输入流	FileInputStream	BufferedInputStream
字节输出流	FileOutputStream	BufferedOutputStream
字符输入流	FileReader	BufferedReader
字符输出流	FileWriter	BufferedWriter

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✅ 3. 字节缓冲流（BufferedInputStream / BufferedOutputStream）

📌 3.1 字节缓冲输入流 BufferedInputStream

用于 加快字节读取速度，它会 一次性读取较大块数据到缓冲区，然后从缓冲区按需提供数据，而不是每次都直接访问文件。

示例：使用 BufferedInputStream 读取文件

import java.io.*;

public class BufferedInputStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("test.txt"))) {
            int data;
            while ((data = bis.read()) != -1) {
                System.out.print((char) data);  // 逐字节读取
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

🔹 和 FileInputStream 的区别：

• FileInputStream.read() 每次 读取一个字节，如果文件很大，会频繁访问磁盘，效率低。
• BufferedInputStream 一次性读取多个字节，减少磁盘访问次数，提高效率。

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📌 3.2 字节缓冲输出流 BufferedOutputStream

用于 加快字节写入速度，它会 先写入缓冲区，当缓冲区满了或 flush() 被调用时，才会将数据写入目标文件。

示例：使用 BufferedOutputStream 写入文件

import java.io.*;

public class BufferedOutputStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("output.txt"))) {
            String data = "Hello, Java IO!";
            bos.write(data.getBytes());  // 先写入缓冲区
            bos.flush();  // 强制刷新缓冲区，确保数据写入文件
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

🔹 重点：

• flush() 方法 强制写出缓冲区数据，确保数据及时保存到文件。
• 若不调用 flush() 或 close()，可能导致部分数据未写入文件。

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✅ 4. 字符缓冲流（BufferedReader / BufferedWriter）

字符缓冲流 用于 文本文件 的高效读写，它基于 Reader / Writer，支持 整行读取、写入。

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📌 4.1 字符缓冲输入流 BufferedReader

相比 FileReader，BufferedReader 提供了 按行读取 的方法，适用于读取 文本文件。

示例：使用 BufferedReader 按行读取文件

import java.io.*;

public class BufferedReaderExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("test.txt"))) {
            String line;
            while ((line = br.readLine()) != null) {  // 按行读取，提高效率
                System.out.println(line);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

🔹 为什么 BufferedReader 比 FileReader 更高效？

• BufferedReader.readLine() 一次性读取一整行，避免多次调用 read()，减少 IO 操作。
• 适用于读取大文本文件，如日志分析、配置文件解析等。

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📌 4.2 字符缓冲输出流 BufferedWriter

用于 高效写入文本文件，支持 写入换行（newLine() 方法）。

示例：使用 BufferedWriter 写入文本

import java.io.*;

public class BufferedWriterExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("output.txt"))) {
            bw.write("Hello, Java IO!");
            bw.newLine();  // 写入换行符
            bw.write("This is a new line.");
            bw.flush();  // 刷新缓冲区
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

🔹 重点：

• newLine() 写入换行符，兼容不同操作系统（Windows: \r\n，Linux: \n）。
• flush() 强制将数据从缓冲区写入文件，保证数据不会丢失。

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✅ 5. 缓冲流 vs 普通流 性能对比

普通流 vs 缓冲流

操作	普通流（FileInputStream）	缓冲流（BufferedInputStream）
读取方式	逐字节读取，每次访问磁盘	先读入缓冲区，再批量返回
写入方式	逐字节写入，每次写入磁盘	先写入缓冲区，满了再写入磁盘
适用场景	小文件、零散数据读写	大文件、高频读写
性能	低效	高效

如果 文件较大 或 读写操作频繁，建议使用缓冲流 来提升性能。

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✅ 6. 总结

流类型	用于	适用场景	常用方法
BufferedInputStream	字节输入（加快读取）	读取二进制文件（图片、视频）	read()
BufferedOutputStream	字节输出（加快写入）	写入二进制文件	write()、flush()
BufferedReader	字符输入（按行读取）	读取文本文件（日志、CSV）	readLine()
BufferedWriter	字符输出（高效写入）	写入文本文件	write()、newLine()

💡 推荐使用缓冲流！ 在 处理大文件、提高 IO 效率 方面，缓冲流是 优先选择。🚀