Java Basics - Buffered Streams

(1) Overview of buffered streams:

• Buffered streams are also called efficient streams, or advanced streams. (The byte stream can be called the original stream)
• Function: The buffer stream has its own buffer, which can improve the performance of reading and writing data of the original byte stream and character stream.

 

 (2) Byte buffer stream:

1. The principle of byte buffer stream performance optimization:

• The byte buffer input stream comes with an 8KB buffer pool, and we will read data directly from the buffer pool in the future, so the performance is better.
• The byte buffer output stream comes with an 8KB buffer pool, and the data is directly written into the buffer pool, and the performance of writing data is extremely high.

2. Byte buffer stream:

• Byte-buffered input stream: BufferedInputStream, which improves the performance of reading data from the byte input stream, and there is no change in the read and write functions.
• Byte buffered output stream: BufferedOutputStream, which improves the performance of reading data from the byte output stream, and there is no change in the read and write functions.

3. Byte stream, byte buffer stream performance: 

• It is recommended to use a byte-buffered input stream, a byte-buffered output stream, and a combination of byte arrays.

import java.io.*;

/**
    目标：利用字节流的复制统计各种写法形式下缓冲流的性能执行情况。

    复制流：
        （1）使用低级的字节流按照一个一个字节的形式复制文件。
        （2）使用低级的字节流按照一个一个字节数组的形式复制文件。
        （3）使用高级的缓冲字节流按照一个一个字节的形式复制文件。
        （4）使用高级的缓冲字节流按照一个一个字节数组的形式复制文件。

    源文件：C:\course\3-视频\18、IO流-文件字节输出流FileOutputStream写字节数据出去.avi
    目标文件：C:\course\

    小结：
        使用高级的缓冲字节流按照一个一个字节数组的形式复制文件，性能好，建议开发使用！
 */
public class ByteBufferTimeDemo {
    private static final String SRC_FILE = "D:\\course\\基础加强\\day08-日志框架、阶段项目\\视频\\14、用户购票功能.avi";
    private static final String DEST_FILE = "D:\\course\\";

    public static void main(String[] args) {
        // copy01(); // 使用低级的字节流按照一个一个字节的形式复制文件：慢的让人简直无法忍受。直接被淘汰。
        copy02(); // 使用低级的字节流按照一个一个字节数组的形式复制文件: 比较慢，但是还是可以忍受的！
        // copy03(); // 缓冲流一个一个字节复制：很慢，不建议使用。
        copy04(); // 缓冲流一个一个字节数组复制：飞快，简直太完美了（推荐使用）
    }

    private static void copy04() {
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        try (
                // 1、创建低级的字节输入流与源文件接通
                InputStream is = new FileInputStream(SRC_FILE);
                // a.把原始的字节输入流包装成高级的缓冲字节输入流
                InputStream bis = new BufferedInputStream(is);
                // 2、创建低级的字节输出流与目标文件接通
                OutputStream os = new FileOutputStream(DEST_FILE + "video4.avi");
                // b.把字节输出流管道包装成高级的缓冲字节输出流管道
                OutputStream bos = new BufferedOutputStream(os);
        ) {

            // 3、定义一个字节数组转移数据
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len; // 记录每次读取的字节数。
            while ((len = bis.read(buffer)) != -1){
                bos.write(buffer, 0 , len);
            }

        } catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("使用缓冲的字节流按照一个一个字节数组的形式复制文件耗时：" + (endTime - startTime)/1000.0 + "s");
    }



    private static void copy03() {
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        try (
                // 1、创建低级的字节输入流与源文件接通
                InputStream is = new FileInputStream(SRC_FILE);
                // a.把原始的字节输入流包装成高级的缓冲字节输入流
                InputStream bis = new BufferedInputStream(is);
                // 2、创建低级的字节输出流与目标文件接通
                OutputStream os = new FileOutputStream(DEST_FILE + "video3.avi");
                // b.把字节输出流管道包装成高级的缓冲字节输出流管道
                OutputStream bos = new BufferedOutputStream(os);
        ){

            // 3、定义一个变量记录每次读取的字节（一个一个字节的复制）
            int b;
            while ((b = bis.read()) != -1){
                bos.write(b);
            }
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("使用缓冲的字节流按照一个一个字节的形式复制文件耗时：" + (endTime - startTime)/1000.0 + "s");
    }


    private static void copy02() {
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        try (
                // 这里面只能放置资源对象，用完会自动关闭：自动调用资源对象的close方法关闭资源（即使出现异常也会做关闭操作）
                // 1、创建一个字节输入流管道与原视频接通
                InputStream is = new FileInputStream(SRC_FILE);
                // 2、创建一个字节输出流管道与目标文件接通
                OutputStream os = new FileOutputStream(DEST_FILE + "video2.avi")
        ) {

            // 3、定义一个字节数组转移数据
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len; // 记录每次读取的字节数。
            while ((len = is.read(buffer)) != -1){
                os.write(buffer, 0 , len);
            }
        } catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("使用低级的字节流按照一个一个字节数组的形式复制文件耗时：" + (endTime - startTime)/1000.0 + "s");
    }

    /**
      使用低级的字节流按照一个一个字节的形式复制文件
     */
    private static void copy01() {
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        try (
                // 1、创建低级的字节输入流与源文件接通
                InputStream is = new FileInputStream(SRC_FILE);
                // 2、创建低级的字节输出流与目标文件接通
                OutputStream os = new FileOutputStream(DEST_FILE + "video1.avi")
                ){

            // 3、定义一个变量记录每次读取的字节（一个一个字节的复制）
            int b;
            while ((b = is.read()) != -1){
                os.write(b);
            }
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("使用低级的字节流按照一个一个字节的形式复制文件耗时：" + (endTime - startTime)/1000.0 + "s");
    }

}

(3) Character buffer stream:

1. Character buffer input stream: BufferedReader

• Function: Improve the performance of reading data from the character input stream, in addition to adding the function of reading data by line.

 New features for character buffered input streams:

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
import java.io.Reader;

/**
    目标：学会使用缓冲字符输入流提高字符输入流的性能，新增了按照行读取的方法(经典代码)
 */
public class BufferedReaderDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        try (
                // 1、创建一个文件字符输入流与源文件接通。
                Reader fr = new FileReader("io-app2/src/data01.txt");
                // a、把低级的字符输入流包装成高级的缓冲字符输入流。
                BufferedReader br = new BufferedReader(fr);
                ){

            // 2、用循环，每次读取一个字符数组的数据。  1024 + 1024 + 8
//            char[] buffer = new char[1024]; // 1K字符
//            int len;
//            while ((len = br.read(buffer)) != -1) {
//                String rs = new String(buffer, 0, len);
//                System.out.print(rs);
//            }

              String line;
              while ((line = br.readLine()) != null){
                  System.out.println(line);
              }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

2. Character buffer output stream: BufferedWriter

• Function: Improve the performance of writing and fetching data in the character output stream, in addition to adding a newline function.

 

import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileWriter;
import java.io.Writer;

/**
     目标：缓冲字符输出流的使用，学会它多出来的一个功能：newLine();
 */
public class BufferedWriterDemo2 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 1、创建一个字符输出流管道与目标文件接通
        Writer fw = new FileWriter("io-app2/src/out02.txt"); // 覆盖管道，每次启动都会清空文件之前的数据
       //Writer fw = new FileWriter("io-app2/src/out02.txt", true); // 追加数据
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(fw);

//      a.public void write(int c):写一个字符出去
        bw.write(98);
        bw.write('a');
        bw.write('徐'); // 不会出问题了
        bw.newLine(); // bw.write("\r\n"); // 换行

//       b.public void write(String c)写一个字符串出去
        bw.write("abc我是中国人");
        bw.newLine(); // bw.write("\r\n"); // 换行


//       c.public void write(char[] buffer):写一个字符数组出去 toCharArray() 方法将字符串转换为字符数组。
        char[] chars = "abc我是中国人".toCharArray();
        bw.write(chars);
        bw.newLine(); // bw.write("\r\n"); // 换行


//       d.public void write(String c ,int pos ,int len):写字符串的一部分出去
        bw.write("abc我是中国人", 0, 5);
        bw.newLine(); // bw.write("\r\n"); // 换行

//       e.public void write(char[] buffer ,int pos ,int len):写字符数组的一部分出去
        bw.write(chars, 3, 5);
        bw.newLine(); // bw.write("\r\n"); // 换行


        // fw.flush();// 刷新后流可以继续使用
        bw.close(); // 关闭包含刷线，关闭后流不能使用

    }
}