java中的IO流

[破茧边缘]

在java中IO类很庞大，但是究其根本其实java的原理就是普通字节流、字节缓冲流、转换流。最基础的是普通字节流，即从硬盘读取字节写入到内存中，但在实际使用中又发现一些特殊的需求，所以java语言的设计者这引入了字节缓冲流和转换流。所有的java IO类对IO的处理都是基于这三种流中的一种或多种。

普通字节流：以FileInputStream为例子。FileInputStream的硬盘读取方式分为两种，一次读取一个字节和一次读取一个字节数组。字节数组的大小不同，实际IO耗时也不同，随着字节数组的增大，读写耗时减小，主要是硬盘寻道时间（seek time）和旋转时间（rotational latency）的减少。

当数组大小从32逐渐增大到1024*16byte时，IO耗时呈线性减少，这基于FileInputStream的read(byte[])实现。read(byte b[])是一个本地方法，它保证了硬盘的寻址时间在读取一个数组大小的字节块的第一个字节耗时较长，字节块的其余字节可以忽略。而相对于read()方法，一个字节一个字节读取，每读取一个字节都要重新进行硬盘寻址。
更好的方法是使用字节缓冲流，先将字节从硬盘一次读取一个缓冲区大小的字节到内存中的读缓冲区，然后在从读缓冲区中一次读取一个字节。在逐字节读取读取缓冲区时，检查字节是不是换行符'\n'。

转换流实现了在指定的编码方式下进行字节编码和字符编码的转换。转换流如果直接从硬盘一次一个字节读取的转换流效率也很低，所以转换流一般都是基于字节缓冲流的。