为什么使用BufferedInputStream逐字节读取文件比使用FileInputStream快？

Question

我试图使用FileInputStream将一个文件读入数组，一个~800KB的文件读入内存大约需要3秒钟。然后，我尝试了相同的代码，只是将FileInputStream包装到BufferedInputStream中，耗时约76毫秒。为什么使用BufferedInputStream一个字节一个字节地读取文件要快得多，即使我仍在一个字节一个字节地读取它？下面是代码（其余代码完全无关）。请注意，这是“快速”代码。如果需要“慢速”代码，可以删除BufferedInputStream：

InputStream is = null;

    try {
        is = new BufferedInputStream(new FileInputStream(file));

        int[] fileArr = new int[(int) file.length()];

        for (int i = 0, temp = 0; (temp = is.read()) != -1; i++) {
            fileArr[i] = temp;
        }

BufferedInputStream的速度快30倍以上。远不止这些。那么，这是为什么呢？有没有可能使这段代码更高效（不使用任何外部库）？

Answer 1

是因为磁盘访问的成本。让我们假设您将有一个大小为8kb的文件。8*1024次访问磁盘将需要读取该文件，而无需BufferedInputStream。

此时，BufferedStream进入场景并充当FileInputStream和要读取的文件之间的中间人。

在一个快照中，将获取字节块，默认值为8kb到内存，然后FileInputStream将从这个中间人读取字节。这将缩短操作时间。

private void exercise1WithBufferedStream() {
      long start= System.currentTimeMillis();
        try (FileInputStream myFile = new FileInputStream("anyFile.txt")) {
            BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream(myFile);
            boolean eof = false;
            while (!eof) {
                int inByteValue = bufferedInputStream.read();
                if (inByteValue == -1) eof = true;
            }
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("Could not read the stream...");
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("time passed with buffered:" + (System.currentTimeMillis()-start));
    }


    private void exercise1() {
        long start= System.currentTimeMillis();
        try (FileInputStream myFile = new FileInputStream("anyFile.txt")) {
            boolean eof = false;
            while (!eof) {
                int inByteValue = myFile.read();
                if (inByteValue == -1) eof = true;
            }
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("Could not read the stream...");
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("time passed without buffered:" + (System.currentTimeMillis()-start));
    }

Answer 2

围绕FileInputStream的BufferedInputStream将以大块形式（我认为默认情况下是512字节左右）从FileInputStream请求数据因此，如果一次读取1000个字符，FileInputStream只需进入磁盘两次。这会快得多！

Answer 3

在FileInputStream中，方法read（）读取单个字节。从源代码：

/**
 * Reads a byte of data from this input stream. This method blocks
 * if no input is yet available.
 *
 * @return     the next byte of data, or <code>-1</code> if the end of the
 *             file is reached.
 * @exception  IOException  if an I/O error occurs.
 */
public native int read() throws IOException;

这是对使用磁盘读取单个字节的操作系统的本机调用。这是一项繁重的行动。

使用BufferedInputStream，该方法委托给重载的read（）方法，该方法读取8192字节数并缓冲它们，直到需要它们。它仍然只返回单个字节（但保留其他字节）。这样，BufferedInputStream对操作系统从文件中读取的本地调用就少了。

例如，您的文件是32768字节长。要使用FileInputStream获取内存中的所有字节，需要对操作系统进行32768本机调用。使用BufferedInputStream，您将只需要4，而不管您将执行的read（）调用的数量（仍然是32768）。

至于如何使它更快，您可能需要考虑java 7的NiO FieleChans类，但我没有证据支持这一点。

注意：如果直接使用FileInputStream的read（byte[]， int， int）方法，则使用byte[