Java中BufferedOutputStream类介绍及用法示例（解释了原理）

BufferedOutputStream类介绍及示例

BufferedOutputStream 是Java中一个能够装饰基本的OutputStream对象（例如FileOutputStream），并提供缓冲功能的类。当需要把数据写入到OutputStream时，可以使用BufferedOutputStream类将数据写入到缓存区，在缓存满之后再一次性地将数据写入到基础OutputStream。这样可以减少对底层IO设备的访问次数，从而提高输入输出效率。 

BufferedOutputStream的主要方法包括：

- write(int b)：写入单个字节。

- write(byte[] b, int off, int len)： len 字节从指定 byte 数组写入此缓冲的输出流。

- flush()：刷新此缓冲的输出流，使缓冲区中的数据被写出。

- close()：此输出流并释放与该流关联的所有系统资源。

下面是一个简单的OutputStream 使用演示：

import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
public class BufferedOutputStreamDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String filename = "example.txt";
        String data = "Hello, World!";
        byte[] buffer = data.getBytes();
        
        try (BufferedOutputStream outputStream = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(filename))) {
            outputStream.write(buffer);
            outputStream.flush();
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("写入文件时发生异常：" + e.toString());
        }
    }
}

在上述示例中，创建了一个 BufferedOutputStream 对象，并将其包装在一个 FileOutputStream 中。接下来，我们用 write() 方法将一个字节数组写入缓存区并立即刷新。最后，使用 try-with-resources 语句关闭 BufferedOutputStream。如果发生异常，catch 代码块将打印出异常信息。

BufferedOutputStream 的原理

BufferedOutputStream 的原理是：将数据先写入内存缓冲区，待缓冲区满了之后再一次性地把缓存区的数据写入输出流。

它通过防止每个 write() 方法的独立调用来提高I/O性能。当使用 BufferedOutputStream 写入数据时，由于将数据存储在缓冲区中，所以可以将多个小请求写为较少的大型请求。这样，就减少了频繁的 I/O 操作次数和系统的开销，从而提高了性能。

在调用 的 write() 方法时，先被写入 BufferedOutputStream 的内部缓冲区，当缓冲区被填满时，它的内容被刷新到底层输出流中。

此外，BufferedOutputStream 还可以支持字符集编码、字符集解析等特殊处理，以便适应不同目的输出的场景。

总之，BufferedOutputStream 主要是利用了内存缓存的思想进行数据的临时存储和批量输出，从而提高了 I/O 操作的效率和性能。

可以以水桶为例来解释 BufferedOutputStream 的原理。假设你需要将若干桶水从井底提上地面，如果每次只装满一桶水，然后就把它提上来，这样的操作很慢且费时，因为每提一次水都需要进行一次瞬间的吸水、提水和倒水过程。

但是，如果你使用一个大容量的水桶，先在井底一次性装满多桶水，然后再将大桶水一次性提上来倒出来，这样可以少交换很多次小桶，极大地节省了操作时间。

类比到 BufferedOutputStream 上，输出流相当于地面上的水缸，写入数据的过程相当于在井底装水，而内存缓冲区则相当于水桶，每次写入数据，都是向内存缓冲区中写入数据。当缓冲区满了之后，才会一次性地将内存缓冲区中的数据全部写入到输出流中，从而提高了 I/O 的效率和性能。

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