（每日持续更新）jdk api之BufferedOutputStream基础、应用、实战

1.7 BufferedOutputStream

BufferedOutputStream 是 Java 中 OutputStream 的缓冲流实现，用于提高写入输出流的性能。它提供了缓冲区，将数据缓存起来并一次性写入底层输出流，减少了对底层流的频繁写入操作。

以下是 BufferedOutputStream 的一些常用属性和方法：

属性：

1. protected byte[] buf：

   • 用于存储缓冲数据的字节数组。可以通过构造函数指定缓冲区大小，也可以通过 getBuf() 方法获取。

2. protected int count：

   • 缓冲区中当前有效数据的字节数。

3. protected OutputStream out：

   • 内部原始的输出流。可以通过构造函数传入或通过 getOut() 方法获取。

构造函数：

1. BufferedOutputStream(OutputStream out)：

   • 使用默认缓冲区大小创建 BufferedOutputStream 对象。

2. BufferedOutputStream(OutputStream out, int size)：

   • 使用指定缓冲区大小创建 BufferedOutputStream 对象。

方法：

1. void flush()：

   • 刷新缓冲区，将缓冲区中的数据一次性写入底层输出流。

2. void write(int b)：

   • 将指定的字节写入缓冲区。

3. void write(byte[] b, int off, int len)：

   • 将字节数组中从偏移量 off 开始的 len 个字节写入缓冲区。

4. void close()：

   • 关闭输出流及其底层流。在关闭之前，会调用 flush 方法来确保所有缓冲数据都被写入底层流。

使用示例：

javaCopy code
import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
?
public class BufferedOutputStreamExample {
?
 ?  public static void main(String[] args) {
 ? ? ?  String outputFilePath = "output.txt";
?
 ? ? ?  try (OutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(outputFilePath);
 ? ? ? ? ? ? BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream(fileOutputStream)) {
?
 ? ? ? ? ?  String data = "Hello, BufferedOutputStream!";
 ? ? ? ? ?  byte[] bytes = data.getBytes();
?
 ? ? ? ? ?  // 将字节数组写入缓冲区
 ? ? ? ? ?  bufferedOutputStream.write(bytes);
?
 ? ? ? ? ?  // 刷新缓冲区，将数据写入底层输出流
 ? ? ? ? ?  bufferedOutputStream.flush();
?
 ? ? ?  } catch (IOException e) {
 ? ? ? ? ?  e.printStackTrace();
 ? ? ?  }
 ?  }
}

在这个例子中，BufferedOutputStream 被用来包装一个 FileOutputStream，以提供缓冲功能。通过 write 方法将字节数组写入缓冲区，通过 flush 方法将数据一次性写入文件。在实际应用中，使用缓冲流可以提高写入文件的性能，减少与底层输出流的直接交互次数。

应用场景

BufferedOutputStream 主要用于提高写入输出流的性能，特别是对于频繁写入小量数据的场景。以下是一些适合使用 BufferedOutputStream 的应用场景：

1. 文件写入：

   • 当向文件中写入数据时，使用 BufferedOutputStream 可以减少对磁盘的频繁写入操作，提高写入效率。

   javaCopy code
   try (OutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("example.txt");
    ? ? BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream(fileOutputStream)) {
    ?  // 使用 bufferedOutputStream 写入文件数据
   } catch (IOException e) {
    ?  e.printStackTrace();
   }

2. 网络数据传输：

   • 在向网络连接中写入数据时，使用 BufferedOutputStream 可以减少网络 I/O 操作，提高写入性能。

   javaCopy code
   try (Socket socket = new Socket("example.com", 80);
    ? ? OutputStream socketOutputStream = socket.getOutputStream();
    ? ? BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream(socketOutputStream)) {
    ?  // 使用 bufferedOutputStream 写入网络数据
   } catch (IOException e) {
    ?  e.printStackTrace();
   }

3. 数据流的写入：

   • 在处理数据流时，使用 BufferedOutputStream 可以减少对底层数据源的直接写入，提高写入性能。

   javaCopy code
   try (OutputStream outputStream = getSomeOutputStream();
    ? ? BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream(outputStream)) {
    ?  // 使用 bufferedOutputStream 写入数据流
   } catch (IOException e) {
    ?  e.printStackTrace();
   }

4. 日志记录：

   • 在记录大量日志数据时，使用 BufferedOutputStream 可以将日志信息缓存起来，并一次性写入日志文件，提高写入性能。

   javaCopy code
   try (OutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("application.log", true);
    ? ? BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream(fileOutputStream)) {
    ?  // 使用 bufferedOutputStream 写入日志信息
   } catch (IOException e) {
    ?  e.printStackTrace();
   }

总体而言，当需要频繁写入数据时，尤其是写入小量数据时，使用 BufferedOutputStream 可以减少 I/O 操作的次数，提高写入性能。在实际应用中，可以根据具体的场景和性能需求选择是否使用缓冲流。

实战例子

在一个真实项目中，使用 BufferedOutputStream 和 DataOutputStream 的场景可能涉及更为复杂的业务逻辑和数据模型。以下是一个简化的例子，模拟一个学生管理系统，将学生信息保存到二进制文件中。

学生类：

javaCopy code
import java.io.Serializable;
?
public class Student implements Serializable {
 ?  private static final long serialVersionUID = 1L;
?
 ?  private String name;
 ?  private int age;
 ?  private double score;
?
 ?  public Student(String name, int age, double score) {
 ? ? ?  this.name = name;
 ? ? ?  this.age = age;
 ? ? ?  this.score = score;
 ?  }
?
 ?  @Override
 ?  public String toString() {
 ? ? ?  return "Student{" +
 ? ? ? ? ? ? ?  "name='" + name + '\'' +
 ? ? ? ? ? ? ?  ", age=" + age +
 ? ? ? ? ? ? ?  ", score=" + score +
 ? ? ? ? ? ? ?  '}';
 ?  }
?
 ?  // 省略 getter 和 setter 方法
}

学生管理系统：

javaCopy code
import java.io.*;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
?
public class StudentManagementSystem {
?
 ?  private static final String FILE_PATH = "students.dat";
?
 ?  public static void main(String[] args) {
 ? ? ?  List<Student> students = new ArrayList<>();
 ? ? ?  students.add(new Student("Alice", 20, 90.5));
 ? ? ?  students.add(new Student("Bob", 22, 85.0));
 ? ? ?  students.add(new Student("Charlie", 21, 92.3));
?
 ? ? ?  // 写入学生信息到文件
 ? ? ?  saveStudentsToFile(students);
?
 ? ? ?  // 从文件中读取学生信息
 ? ? ?  List<Student> loadedStudents = loadStudentsFromFile();
 ? ? ?  for (Student student : loadedStudents) {
 ? ? ? ? ?  System.out.println(student);
 ? ? ?  }
 ?  }
?
 ?  private static void saveStudentsToFile(List<Student> students) {
 ? ? ?  try (FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(FILE_PATH);
 ? ? ? ? ? ? BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream(fileOutputStream);
 ? ? ? ? ? ? DataOutputStream dataOutputStream = new DataOutputStream(bufferedOutputStream)) {
?
 ? ? ? ? ?  for (Student student : students) {
 ? ? ? ? ? ? ?  // 使用 DataOutputStream 提供的写入方法
 ? ? ? ? ? ? ?  dataOutputStream.writeUTF(student.getName());
 ? ? ? ? ? ? ?  dataOutputStream.writeInt(student.getAge());
 ? ? ? ? ? ? ?  dataOutputStream.writeDouble(student.getScore());
 ? ? ? ? ?  }
?
 ? ? ? ? ?  System.out.println("Students saved to file successfully.");
?
 ? ? ?  } catch (IOException e) {
 ? ? ? ? ?  e.printStackTrace();
 ? ? ?  }
 ?  }
?
 ?  private static List<Student> loadStudentsFromFile() {
 ? ? ?  List<Student> students = new ArrayList<>();
?
 ? ? ?  try (FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(FILE_PATH);
 ? ? ? ? ? ? BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream(fileInputStream);
 ? ? ? ? ? ? DataInputStream dataInputStream = new DataInputStream(bufferedInputStream)) {
?
 ? ? ? ? ?  while (dataInputStream.available() > 0) {
 ? ? ? ? ? ? ?  // 使用 DataInputStream 提供的读取方法
 ? ? ? ? ? ? ?  String name = dataInputStream.readUTF();
 ? ? ? ? ? ? ?  int age = dataInputStream.readInt();
 ? ? ? ? ? ? ?  double score = dataInputStream.readDouble();
?
 ? ? ? ? ? ? ?  students.add(new Student(name, age, score));
 ? ? ? ? ?  }
?
 ? ? ? ? ?  System.out.println("Students loaded from file successfully.");
?
 ? ? ?  } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
 ? ? ? ? ?  e.printStackTrace();
 ? ? ?  }
?
 ? ? ?  return students;
 ?  }
}

在这个例子中，Student 类表示学生信息，实现了 Serializable 接口，以便对象的序列化和反序列化。StudentManagementSystem 类模拟了一个学生管理系统，通过 saveStudentsToFile 方法将学生信息保存到二进制文件，然后通过 loadStudentsFromFile 方法从文件中读取学生信息。

请注意，这只是一个简单的例子，实际的项目中可能会涉及更复杂的业务逻辑、错误处理、安全性考虑等。