Java I/O 스트림의 버퍼링 메커니즘은 어떻게 구현됩니까?

Java I/O 스트림은 BufferedInputStream 및 BufferedOutputStream을 통해 버퍼링 메커니즘을 제공하여 읽기 및 쓰기 성능을 향상시킵니다. BufferedInputStream은 기본 입력 스트림에서 데이터를 읽고 내부 버퍼에 저장하여 작은 데이터 블록을 자주 읽을 때 성능을 향상시킵니다. BufferedOutputStream은 내부 버퍼에 데이터를 쓰고, 버퍼가 가득 차거나 즉시 플러시해야 하는 경우 기본 출력 스트림에 기록하여 대규모 데이터 블록을 자주 쓰지 않도록 성능을 최적화합니다.

Java I/O 스트림의 버퍼링 메커니즘

버퍼링 메커니즘 개요

Java I/O 스트림은 메모리 성능에 데이터 블록(버퍼)을 저장하여 읽기 및 쓰기를 향상시키는 버퍼링 메커니즘을 제공합니다. 버퍼에서 작업할 때 I/O 작업은 기본 파일이나 스트림에서 직접 수행되지 않고 버퍼에서 수행됩니다. 이렇게 하면 시스템 호출과 컨텍스트 전환이 저장됩니다.

버퍼링 메커니즘 구현

Java I/O 스트림의 버퍼링 메커니즘은 BufferedInputStream 및 BufferedOutputStream 입력/출력 스트림을 사용하여 구현됩니다. 이러한 스트림에는 메모리에 데이터 블록을 저장하기 위한 내부 버퍼가 포함되어 있습니다.

BufferedInputStream

BufferedInputStream은 데이터를 읽어 내부 버퍼에 저장합니다. 버퍼가 가득 차면 스트림은 기본 입력 스트림에서 다른 데이터 블록을 읽고, 버퍼를 채우고, 버퍼의 첫 번째 바이트를 반환합니다. 이렇게 하면 작은 데이터 블록을 자주 읽을 때 성능이 향상됩니다. BufferedInputStream 读入数据并存储在内部缓冲区中。当缓冲区填满时，流会从底层输入流中读取另一个数据块，填充缓冲区，并返回缓冲区中的第一个字节。这提高了对小数据块频繁读取的性能。

BufferedOutputStream

BufferedOutputStream 将数据写入内部缓冲区。当缓冲区已满或者需要立即刷新数据时，流将缓冲区中的数据写入底层输出流。这优化了对大数据块的不频繁写入的性能，减少了系统调用的数量。

实战案例

考虑以下代码，它使用 BufferedInputStream 读入一个文本文件：

try (BufferedInputStream in = new BufferedInputStream(new FileInputStream("input.txt"))) {
    byte[] buf = new byte[1024];
    int bytesRead;

    while ((bytesRead = in.read(buf)) != -1) {
        System.out.write(buf, 0, bytesRead);
    }
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

在此示例中，BufferedInputStream 将数据分块读入内部缓冲区，从而提高了对小数据块频繁读取的性能。

需要注意的点

• 缓冲区大小会影响性能。较大的缓冲区可以减少系统调用的数量，但也会消耗更多的内存。
• BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream 类的缓冲区是通过 java.io.BufferedInputStream.DEFAULT_BUFFER_SIZE （默认为 8192 字节）指定的，您可以在构建流实例时覆盖此值。
• 当使用 flush() 方法时，BufferedOutputStream 会立即将缓冲区中的数据写入底层输出流，而 BufferedInputStream

• 버퍼 크기는 성능에 영향을 미칩니다. 버퍼가 클수록 시스템 호출 수가 줄어들지만 메모리도 더 많이 소비합니다. 🎜
• BufferedInputStream 및 BufferedOutputStream 클래스에 대한 버퍼는 java.io.BufferedInputStream.DEFAULT_BUFFER_SIZE를 통해 지정됩니다(기본값은 8192바이트). 스트림 인스턴스를 빌드할 때 이 값을 재정의할 수 있습니다. 🎜
• flush() 메서드를 사용할 때 BufferedOutputStream은 버퍼의 데이터를 기본 출력 스트림에 즉시 쓰는 반면, BufferedInputStream은 버퍼에서 모든 데이터를 읽거나 스트림이 닫히면 버퍼가 플러시됩니다. 🎜🎜

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