前言
RMQ中为了实现高性能在IO上做了很多优化，在阿里中间件性能挑战赛也可以看到很多大神们在IO上花了很多功夫去分析优化，这篇主要来解析一下BufferedInputStream的实现原理，看看它在IO上做了哪些优化。
误区
看到很多文章是这么描述BufferedInputStream性能高的原因：BufferedInputStream 将数据先保存在了缓存区，从而减少磁盘IO操作次数，提高IO效率。这么说我觉得不够严谨。
第一点，的确BufferedInputStream 是将数据保存了缓存区，但是减少磁盘IO并不是BufferedInputStream来做的，而是OS来做的。OS根据局部性原理，会预读部分的数据到内存缓存区（pagecache），这样下次IO如果读取数据在缓存命中了，就不需要等待磁盘的寻址，而是直接返回数据。
那么BufferedInputStream相比于FileInputStream优化了那块性能呢？答案是系统调用。
系统调用
那么这里就来解释什么是系统调用了。我觉得在这里你可以认为是一次用户态和内核态的切换，以及CPU的一次参与。
看读取一个文件实际的过程如下：
1、系统调用 read() 产生一个上下文切换：从 user mode 切换到 kernel mode，然后 DMA 执行拷贝，把文件数据从硬盘读到一个 kernel buffer 里。
2、数据从 kernel buffer 拷贝到 user buffer，然后系统调用 read() 返回，这时又产生一个上下文切换：从kernel mode 切换到 user mode。
用一个例子来理解一下FileInputStream：
1.假设我要从一个文件中读取4个字节的内容，user mode 切换到 kernel mode，系统根据局部性原理，通过 DMA 会读入12个字节到 kernel buffer 中。这里涉及到一次上下文切换，以及一次数据的拷贝（DMA执行，CPU参与不大）。
2.然后再将 kernel buffer 中的4个字节的数据拷贝到 user buffer 中，kernel mode 切换到 user mode 。注意这个时候 kernel buffer 还保留了 8 个字节的数据。这里涉及到一次上下文切换，以及一次数据的拷贝（CPU执行）。
3.下次 user mode 中想再读取4个字节，那么就不需要等待DMA的拷贝，而是直接从 kernel buffer 中将剩下的字节拷贝到user buffer中。IO效率的确提高了，但是这部分的优化是OS来做的。
但是BufferedInputStream 认为还有优化的空间在，它认为 user mode 想再读取字节的时候（上述的3），把数据从 kernel buffer 拷贝到 user buffer中，这个过程也涉及到了一次上下文切换，而且需要CPU来进行拷贝。可不可以在 kernel buffer 把数据拷贝到 user buffer 的时候，多拷贝一点到 user buffer 中呢？
同样的例子看看BufferedInputStream 读取的过程：
1.和FileInputStream一样。
2.虽然我需要读4个字节，但是我会将 kernel buffer 中拷贝8个字节到 user buffer 中。 kernel buffer这个时候还剩下4个字节， user buffer有8个字节，其中4个字节user mode还没使用过。上面两步和FileInputStream唯一区别就是多拷贝了点数据到user buffer 中。
3.当我想再次读取4个字节的时候，因为数据已经在user buffer中了，我不需要上下文切换，而且可以让CPU执行更重要的事情了。
现在可以清楚了BufferedInputStream 为什么可以更快了把，下面用源码来证明上述的说法。
源码分析
看一下BufferedInputStream 的read方法：
public synchronized int read() throws IOException {
if (pos >= count) {
fill();
if (pos >= count)
return -1;
}
return getBufIfOpen()[pos++] & 0xff;
}
private byte[] getBufIfOpen() throws IOException {
byte[] buffer = buf;
if (buffer == null)
throw new IOException("Stream closed");
return buffer;
}
可以看到返回的数据的时候，是从一个数组返回的！！这个数组就是为了多保留预读进来的数据。当程序读取一个或多个字节时，可直接从byte数组中获取，当内存中的byte读取完后，会再次用底层输入流填充缓冲区数组。