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【java I/O流总结】基于源码比较FileReader和BufferReader

数小钱钱的种花兔 人气:1
上一篇博客中,测试分析了FileReader&FileWriter,和BufferWriter&BufferReader之间的性能对比。仅仅只是简单分析。现在我基于源码的角度,来分析BufferReader与FileReader的区别。 首先在构造函数上 ``` // FileReader构造函数 public FileReader(File file) throws FileNotFoundException { super(new FileInputStream(file)); } //BufferReader构造函数 public BufferedReader(Reader in, int sz) { super(in); if (sz <= 0) throw new IllegalArgumentException("Buffer size <= 0"); this.in = in; cb = new char[sz]; nextChar = nChars = 0; } public BufferedReader(Reader in) { this(in, defaultCharBufferSize);/https://img.qb5200.com/download-x/defaultCharBufferSize = 8192,默认缓冲区大小 } ``` 因为BufferedReader是对FileReader或者InputStreamReader进行包装,而FileReader的父类是InputStreamReader,所以两者的交集就是InputStreamReader,换句话说二者在构造时,都调用了InputStreamReader的构造函数: ``` //InputStreamReader的构造函数 public InputStreamReader(InputStream in) { super(in); try { sd = StreamDecoder.forInputStreamReader(in, this, (String)null); // ## check lock object } catch (UnsupportedEncodingException e) { // The default encoding should always be available throw new Error(e); } } ``` InputStreamReader还有其它几个重载构造函数,但是它们有一个共性,全都调用了sd = StreamDecoder.forInputStreamReader()方法。用它可以获得一个StreamDecoder对象。 再看后面的源码: ``` //InputStreamReader public int read() throws IOException { return sd.read(); } public int read(char cbuf[], int offset, int length) throws IOException { return sd.read(cbuf, offset, length); } ``` 可见InputStreamReader中的read()和read(cbuf, offset, length)操作,实际上都是在StreamDecoder中进行。下面分析一下read()和read(cbuf, offset, length)两种情况下FileReader和BufferReader的区别。 ### read() > 逐个读入字符 FileReader没有重写read()方法,所以相当于直接调用StreamDecoder中的read()。 而BufferReader重写了read(),如下: ``` public int read() throws IOException { synchronized (lock) { ensureOpen(); for (;;) { if (nextChar >= nChars) { fill(); if (nextChar >= nChars) return -1; } if (skipLF) { skipLF = false; if (cb[nextChar] == '\n') { nextChar++; continue; } } return cb[nextChar++]; } } } ``` 可以看到read()调用了一个fill()函数。其实精髓地方就在这个fill(),它的作用就是填充输入缓冲区。代码如下: ``` /** * Fills the input buffer, taking the mark into account if it is valid. */ private void fill() throws IOException { int dst; if (markedChar <= UNMARKED) { /* No mark */ dst = 0; } else { /* Marked */ int delta = nextChar - markedChar; if (delta >= readAheadLimit) { /* Gone past read-ahead limit: Invalidate mark */ markedChar = INVALIDATED; readAheadLimit = 0; dst = 0; } else { if (readAheadLimit <= cb.length) { /* Shuffle in the current buffer */ System.arraycopy(cb, markedChar, cb, 0, delta); markedChar = 0; dst = delta; } else { /* Reallocate buffer to accommodate read-ahead limit */ char ncb[] = new char[readAheadLimit]; System.arraycopy(cb, markedChar, ncb, 0, delta); cb = ncb; markedChar = 0; dst = delta; } nextChar = nChars = delta; } } int n; do { n = in.read(cb, dst, cb.length - dst); } while (n == 0); if (n > 0) { nChars = dst + n; nextChar = dst; } } ``` fill()在循环中调用了in.read(cb, dst, cb.length - dst),这实际上就是调用InputStreamReader中的read(cbuf, offset, length),即调用StreamDecoder中的read(cbuf, offset, length)。 所以,即便是一次读入一个字符,BufferReader依然是走char[]模式,性能比直接调用read()要好。 ### read(cbuf, offset, length) > 一次读入一个char数组 注意我前一个博客中的代码是这样写的:read(cbuf),没有后面两个参数,这不用惊讶,实际上就是调用了read(cbuf, offset, length),因为在顶级父类Reader中,有如下代码: ``` public int read(char cbuf[]) throws IOException { return read(cbuf, 0, cbuf.length); } ``` 但是注意,read(cbuf, offset, length)方法在Reader中是抽象方法,这个方法在StreamDecoder中实现。 根据源码,FileReader没有重写read(cbuf, offset, length)方法,所以相当于调用StreamDecoder中的read(cbuf, offset, length);BufferReader重写了,但也使用了fill()方法进行填充,实质上也是使用了StreamDecoder中的read(cbuf, offset, length)。 所以,使用FileReader一次读入一个char数组时,只要字符数组的大小设置合理,可以达到BufferReader的缓冲区效果。这样就解释了上篇博客测试结果。 ### 简单总结: - InputStreamReader构造函数会创建StreamDecoder对象,在该对象中进行输入操作; - BufferReader,不管是一次读入一个字符,还是一次一个数组,都会调用StreamDecoder中的read(cbuf, offset, length),即都使用了缓冲区; - FileReader,逐个读取就调用read(),一次一个数组就调用read(cbuf, offset, length)。 ### 其它 ##### StreamDecoder StreamDecoder的源码分析可参见这个博客,分析得很好: [JAVA基础知识之StreamDecoder流](https://blog.csdn.net/ai_bao_zi/articlehttps://img.qb5200.com/download-x/details/81205286) 我这里就不再赘述,只提StreamDecoder中几个关键的方法: - read0():逐个读入字符的方法; - read(char cbuf[], int offset, int length):调用implRead(cbuf, off, off + len); - readBytes():读入底层输入的字节流; - implRead():将char[]包装成字符缓冲区,调用readBytes()将数据写入字节缓冲区,然后将字节缓冲区中的字节转码成字符存入字符缓冲区。 为啥都说OutputStreamWriter和InputStreamReader是字节流和字符流的桥梁,这里貌似能窥见一斑。 ##### FileWriter与BufferWriter 输出流的分析我这里就不深入写了,跟输入流大同小异,总结成以下三点: - 类似的,OutputStreamWriter在构造函数中创建StreamEncoder对象; - FileWriter依然不重写各种write方法; - BufferWriter重写了write()和write(cbuf, off, len)方法,实际上两者原理类似,都是将字符或者char数组写入buffer,buffer满了再flush写入文件,然后再继续写入buffer循环往复直到结束(char[]写入buffer,实际上就是用System.arraycopy把一个char[]复制进另一个char[]);

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