背景

最近在看socket编程，这里面需要用到stream进行数据的读取和写入。于是代码中用到了BufferedInputStream提高读的效率。所以就一直在想为什么加上buffer就能提高效率了，加上之前面试的时候曾有面试官问到过这个问题，当时没有回答上来，并且就上网搜索了一下，发现有个文章是为什么缓存能提高io效率，这个文章中说是因为缓存可以让DMA来处理io流，后面我一直都是这么认为的，今天在网上搜索发现即使你用的是inputstream来读也会用到DMA，那篇文章中的缓存可能指的是内核态的缓存。所以之前以为的应该都是错误的吧。

猜想

在进行io流的读时，最消耗时间的应该是数据从内核态拷贝到用户态这个过程，这个过程会进行上下文的切换，详细的内容可以搜索一下。
接下来看一下BufferedInputStream的代码。
1、首先是初始化，如果不指定缓冲区的大小，会默认8192长度的数组

2、查看BufferedInputStream的read()方法。
read（）方法中有个fill()方法，这里的read（）方法其实是加锁的，猜想应该是防止多线程调用的时候造成缓存数组的数据混乱，查看full方法的调用的是原生inputstream的public int read(byte b[], int off, int len) throws IOException 方法，注意这里第一个参数是传入了一个byte数组。

分析
既然BufferedInputStream的read()方法最终还是会调用FileInputStream的read方法，那是不是所如果直接使用FileInputStream的public int read(byte b[]) 方法也能提高效率。

用三种方法读取7.8M的文件，测试结果如下：
结果基本可以看出使用原生FileInputStream的read（byte[] b）方法效率也是可以高很多的

测试代码

import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;/*** @author * @Description* @create 2022-02-17 14:56*/
public class TestInputStream {private final static String FILENAME = "input-test.txt";public static void main(String[] args) {testOutputStream();testInputStream(false);testInputStream(true);testBufferInputStream();}/**** @param isbuffer  是否使用原生的inputstream中的byte[]*/public static void testInputStream(boolean isbuffer) {FileInputStream in = null;int byteLen = 8192;// 每次读取1024字节byte[] buffer = new byte[byteLen];try {in = new FileInputStream(FILENAME);long start = System.currentTimeMillis();while (true) {int read;if (isbuffer) {read = in.read(buffer);if (read == -1 || read < byteLen) {break;}}else {read = in.read();if (read == -1) {break;}}}long end = System.currentTimeMillis();System.out.println("total = " + (end - start));} catch (FileNotFoundException e) {e.printStackTrace();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {try {if (in != null) {in.close();}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}public static void testBufferInputStream() {FileInputStream inputStream = null;BufferedInputStream in = null;try {inputStream = new FileInputStream(FILENAME);in = new BufferedInputStream(inputStream);long start = System.currentTimeMillis();while (true) {int read = in.read();if (read == -1) {break;}}long end = System.currentTimeMillis();System.out.println("total = " + (end - start));} catch (FileNotFoundException e) {e.printStackTrace();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}finally {try {if (in != null) {in.close();}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}public static void testOutputStream() {String context = "年薪百万，年薪百万，年薪百万，年薪百万，年薪百万，年薪百万，年薪百万，年薪百万，年薪百万，年薪百万，年薪百万\r\n";FileWriter fileWriter = null;try {fileWriter = new FileWriter(FILENAME);// 文件大概7.8Mfor (int i = 0; i < 50000; i++) {fileWriter.append(context);}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}finally {try {if (fileWriter != null) {fileWriter.close();}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}}
}

以下是FileInputStream中的read（byte b[]）和read（）的代码，native方法调用的就是系统方法了。耗时应该都是在这里。

总结猜想

BufferInputStream提高效率应该是针对read()方法，也就是不带任何参数的read方法，BufferInputStream会调用FileInputStream的read(byte b[], int off, int len)，这个方法可以直接指定从系统中一次读取多大的文件，当用户调用read（）方法时其实是从read(byte b[], int off, int len) 返回的结果中取一个字节数据，这样也就减少了和系统的交互次数，进而减少上下文切换的时间消耗，体现给我们的就是读取文件的时间大幅减小。
举个例子:
假如一个文件大小为100，如果调用FileInputStream没有参数的read() 方法，则需要和系统交互100次，但是如果调用read(byte b[], int off, int len)，并且指定一次读取的大小为20，那么只需要和系统交互5次就能将文件全部读完，这样就大大的降低的读取时间。

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