Java 的 BufferedInputStream 的幕后花絮

Question

首先，我理解缓冲作为包装器的概念，例如，FileInuptStream 充当从底层流读取内容（让我们读取场景）的临时容器，在这种情况下 - @987654323 @。

1. 比如说，有 100 个字节要从流中读取（文件作为源）。
2. 如果没有缓冲，代码（BufferedInputStream 的read 方法）必须进行 100 次读取（一次一个字节）。
3. 使用缓冲，根据缓冲区大小，代码进行
4. 假设缓冲区大小为 50。
5. 因此，代码仅读取缓冲区（作为源）两次以读取文件的内容。
6. 现在，由于FileInuptStream 是数据（包含100 个字节的文件）的最终来源（虽然被BufferedInputStream 包装），所以它不是必须读取100 次才能读取100 个字节吗？虽然，代码调用了BufferedInputStream 的read 方法，但是调用传递给FileInuptStream 的read 方法，需要进行100 次读取调用。这是我无法理解的一点。

IOW，虽然被BufferedInputStream 包裹，但底层流（例如FileInputStream）仍然必须一次读取一个字节。那么，缓冲的好处在哪里（不是只需要两次读取调用来缓冲的代码，而是应用程序的性能）？

谢谢。

编辑：

我将此作为后续的“编辑”而不是“评论”，因为我认为它的上下文更适合这里，并且作为 TL;DR 供@Kayaman 和我之间聊天的读者使用。

BufferedInputStream 的read 方法说（摘录）：

为了方便起见，它 通过反复调用 底层流的读取方法。这种反复阅读继续 直到满足以下条件之一：

The specified number of bytes have been read,
The read method of the underlying stream returns -1, indicating end-of-file, or
The available method of the underlying stream returns zero, indicating that further input requests would block. 

我深入研究了代码，发现方法调用跟踪如下：

1. BufferedInputStream -> read(byte b[]) 作为一个我想看到缓冲的作用。
2. BufferedInputStream -> read(byte b[], int off, int len)
3. BufferedInputStream -> read1(byte[] b, int off, int len) - 私人的
4. FileInputStream - 读取（字节 b[]，int 关闭，int len）
5. FileInputStream -> readBytes(byte b[], int off, int len) - 私有和原生。来自源代码的方法描述 -

将子数组作为字节序列读取。

在BufferedInputStream 中调用read1（上面提到的#4）处于无限for 循环中。它返回上述read 方法描述摘录中提到的条件。

正如我在 OP(#6) 中提到的，调用似乎是由与 API 方法描述和方法调用跟踪匹配的底层流处理的。

问题仍然存在，如果原生 API 调用 - FileInputStream 的 readBytes 一次读取一个字节并创建一个包含这些字节的数组以返回？

Answer 1

底层流（如FileInputStream）仍然需要读取 一次一个字节

幸运的是，这将非常低效。它允许BufferedInputStream 对FileInputStream 进行read(byte[8192] buffer) 调用，这将返回一大块数据。

如果您随后想要读取（或不读取）单个字节，它将有效地从BufferedInputStream's 内部缓冲区返回，而不必进入文件级别。所以BI 可以减少我们从文件系统进行实际读取的时间，当这些完成后，即使最终用户只想读取几个字节，它们也会以一种高效的方式完成。

从代码中可以清楚地看出BufferedInputStream.read() 确实不直接委托给UnderlyingStream.read()，因为这会绕过所有缓冲。

public synchronized int read() throws IOException {
    if (pos >= count) {
        fill();
        if (pos >= count)
            return -1;
    }
    return getBufIfOpen()[pos++] & 0xff;
}