06JavaIO-6. FileInputStream和BufferedInputStream源码分析-摩杜云开发者社区

FileInputStream：针对文件的输入流
BufferedInputStream：带有缓冲区的高效输入流

FileInputStream源码解析

public class FileInputStream extends InputStream
{
    private native int read0() throws IOException;

    private native int readBytes(byte b[], int off, int len) throws IOException;

    public int read() throws IOException {
        return read0();
    }

    public int read(byte b[]) throws IOException {
        return readBytes(b, 0, b.length);
    }

    public int read(byte b[], int off, int len) throws IOException {
        return readBytes(b, off, len);
    }
}

FileInputStream中的read()和read(byte[])方法都是navtice方法。

InputStream类实现的read是即时读取的，即每一次读取都会是一次磁盘IO操作（哪怕只读取了1个字节的数据），可想而知，如果数据量巨大，这样的磁盘消耗非常可怕。

InputStream类的read(byte[])方法则是一次读取多个字节到buffer中。

BufferedInputStream源码解析

属性域

public class BufferedInputStream extends FilterInputStream {

    // 存储的输入流对象
    protected volatile InputStream in;

    // 缓冲区大小默认未8MB
    private static int DEFAULT_BUFFER_SIZE = 8192;

    private static int MAX_BUFFER_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;

    // 缓冲区
    protected volatile byte buf[];

    // 缓冲区中有效数据容量
    protected int count;

    // 缓冲区读到的当前位置
    protected int pos;

    // 构造函数，默认缓冲区大小
    public BufferedInputStream(InputStream in) {
        this(in, DEFAULT_BUFFER_SIZE);
    }

    // 构造函数，设置缓冲区大小
    public BufferedInputStream(InputStream in, int size) {
        super(in);
        if (size <= 0) {
            throw new IllegalArgumentException("Buffer size <= 0");
        }
        buf = new byte[size];
    } 
}

read()函数

public synchronized int read() throws IOException {
    // 如果缓冲区已经读完，则调用fill填充缓冲区
    if (pos >= count) {
        fill();
        if (pos >= count)
            return -1;
    }
    return getBufIfOpen()[pos++] & 0xff;
}

//填充字节到缓冲区中，假设缓冲区中的数据已经全部读完
private void fill() throws IOException {
    byte[] buffer = getBufIfOpen();
    // ...
    // 前面省略了缓冲区扩容、缓冲区mark标记处理等代码
    count = pos;
    // 一次性读取多个字节到缓冲区中
    int n = getInIfOpen().read(buffer, pos, buffer.length - pos);
    if (n > 0)
        count = n + pos;
}

BufferedInputStream改进了read()方法，它会先从自身的缓冲区中取字节，当缓冲区的字节取完后，会调用fill()函数把缓冲取一次性填充满，再取字节。

总结

（1）不带缓冲的操作，每读一个字节就要写入一个字节，由于涉及磁盘的IO操作相比内存的操作要慢很多，所以不带缓冲的流效率很低。
（2）带缓冲的流，可以一次读很多字节，但不向磁盘中写入，只是先放到内存里。等凑够了缓冲区大小的时候一次性写入磁盘，这种方式可以减少磁盘操作次数，速度就会提高很多。
（3）有一种情况下，FileInputStream和BufferedInputStream的效率相差不大：即每次读取数据量接近或远超BufferedInputStream的缓冲区大小时（默认8MB），两者效率就没有明显差别了。