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  咦咦咦,各位小可爱,我是你们的好伙伴——bug菌,今天又来给大家普及Java IO相关知识点了,别躲起来啊,听我讲干货还不快点赞,赞多了我就有动力讲得更嗨啦!所以呀,养成先点赞后阅读的好习惯,别被干货淹没了哦~

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文章目录

  • 前言
  • 摘要
  • `FilterOutputStream`类
    • 概述
    • 优缺点分析
      • 优点:
      • 缺点:
    • 应用场景
    • 常用使用方法
    • 源代码解析
    • 提升Java IO性能的技巧
    • 测试用例演示
      • 测试代码
      • 测试代码分析
      • 测试结果展示
    • 小结
  • 总结
  • 附录源码
  • ☀️建议/推荐你
  • 📣关于我

前言

  在Java开发中,IO操作是非常常见的需求。如何提升IO的性能是我们需要关注的重点。在Java中,FilterOutputStream类是一个非常重要的类,可以通过它来实现数据的高效输出。本文将深入掌握FilterOutputStream类,分享一些提升Java IO性能的技巧,帮助Java开发者更好地利用Java IO操作。

摘要

本文主要内容如下:

  1. FilterOutputStream类的概述
  2. FilterOutputStream类的使用方法及源代码解析
  3. 提升Java IO性能的技巧
  4. 测试用例及运行结果展示
  5. 全文小结

FilterOutputStream

概述

  在Java中,FilterOutputStream类是一个装饰器模式的实现,它继承自OutputStream类。通过它可以对输出流进行装饰,从而增强输出流的功能,比如添加缓冲区、添加压缩等。FilterOutputStream类是Java IO中众多装饰器中的一种,其他常用的装饰器还包括BufferedOutputStreamDataOutputStream等。

优缺点分析

  FilterOutputStream是Java IO中的输出流之一,它是一个抽象类,继承自OutputStream。它提供了一组过滤器,可以帮助我们在向OutputStream对象写入数据时,实现对数据的修改或转换。

优点:

  1. 可以通过添加过滤器来对数据进行修改或转换,提高程序的灵活性和可扩展性;
  2. 可以通过添加多个过滤器,构成一个过滤器流,实现逐层处理数据的功能;
  3. 支持字节写入,比字符流更加高效;
  4. 可以通过继承FilterOutputStream来实现自定义的过滤器。

缺点:

  1. 需要了解各种过滤器的工作原理,增加了开发难度;
  2. 过多使用过滤器会影响程序的性能;
  3. 只支持字节流,无法处理字符流。

应用场景

  1. 数据加密和压缩:可以通过FilterOutputStream来添加加密或压缩过滤器,对数据进行加密或压缩;
  2. 二进制数据处理:可以使用FilterOutputStream来处理二进制数据,比如图片、音频等;
  3. 自定义格式的数据输出:可以通过继承FilterOutputStream,实现自定义格式的数据输出;
  4. 网络流的处理:可以使用FilterOutputStream来添加网络流过滤器,实现对网络流数据的处理。

常用使用方法

FilterOutputStream类提供了很多方法来增强输出流的功能,主要包括:

  1. flush()方法:刷新输出流。
  2. write(byte b[])方法:将字节数组b写入输出流。
  3. write(byte b[], int off, int len)方法:将字节数组b中从偏移量off开始的长度为len的字节写入输出流。
  4. write(int b)方法:将指定的字节写入输出流。
  5. close()方法:关闭输出流。

下面是一个简单的例子,通过FilterOutputStream将字符串写入文件:

package com.example.javase.io.filterOutputStream;import java.io.FileOutputStream;
import java.io.FilterOutputStream;
import java.io.IOException;/*** @Author bug菌* @Date 2023-10-15 20:17*/
public class WriterFilterOutputStream {public static void main(String[] args) throws IOException {String s = "Hello, world!jym!!!";FileOutputStream fos = new FileOutputStream("./template/hello.txt");FilterOutputStream fosFilter = new FilterOutputStream(fos);byte[] bytes = s.getBytes();fosFilter.write(bytes);fosFilter.flush();fosFilter.close();}
}

执行结果如下:

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  这里创建了一个FileOutputStream对象fos,然后将它作为参数创建一个FilterOutputStream对象fosFilter。最后,将字符串转换成字节数组,通过write(byte b[])方法将字节数组写入输出流中,并通过flush()方法和close()方法来刷新和关闭输出流。

源代码解析

接下来,我们来分析一下FilterOutputStream类的源代码:

public class FilterOutputStream extends OutputStream {protected OutputStream out;public FilterOutputStream(OutputStream out) {this.out = out;}public void write(int b) throws IOException {out.write(b);}public void write(byte b[]) throws IOException {write(b, 0, b.length);}public void write(byte b[], int off, int len) throws IOException {if ((off | len | (b.length - (len + off)) | (off + len)) < 0) {throw new IndexOutOfBoundsException();}for (int i = 0 ; i < len ; i++) {write(b[off + i]);}}public void flush() throws IOException {out.flush();}public void close() throws IOException {out.close();}
}

  在上述代码中,我们可以看到,FilterOutputStream类继承了OutputStream类,并实现了它的五个方法:write(int b)write(byte[] b)write(byte[] b, int off, int len)flush()close()。其中,write(int b)方法和flush()方法的实现都是调用了输出流的对应方法,而write(byte[] b)write(byte[] b, int off, int len)方法则是通过循环调用write(int b)方法来实现对字节数组的写入。

提升Java IO性能的技巧

  1. 重用缓冲区:如果数据量较大,可以通过重用缓冲区来提高IO性能。一般来说,缓冲区大小应该设置为2的幂次方,这样可以使计算机的读写操作更加高效。
  2. 异步IO:使用异步IO可以让应用程序在读取和写入数据时不必等待IO操作完成,从而提高性能。
  3. 文件内存映射:文件内存映射可以将文件直接映射到内存中,从而提高IO性能,尤其是在读取大文件时。
  4. 压缩输出流:如果需要输出到压缩文件,可以使用GZIPOutputStreamZipOutputStream等压缩输出流来提高IO性能。

测试用例演示

测试代码

  我们使用上面的例子来测试FilterOutputStream类的性能。我们分别测试了使用FileOutputStreamFilterOutputStream写入4MB的文件所需的时间,并对比两者的性能差异。

package com.example.javase.io.filterOutputStream;import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.FilterOutputStream;
import java.io.IOException;/*** @Author bug菌* @Date 2023-10-15 20:06*/
public class FilterOutputStreamTest {public static void main(String[] args) throws IOException {long startTime = System.currentTimeMillis();FileOutputStream fos = new FileOutputStream("./template/hello.txt");for (int i = 0; i < 4 * 1024 * 1024; i++) {fos.write('a');}fos.close();long endTime = System.currentTimeMillis();System.out.println("FileOutputStream Time: " + (endTime - startTime) + " ms");startTime = System.currentTimeMillis();FileOutputStream fos2 = new FileOutputStream("./template/hello.txt");FilterOutputStream fosFilter = new FilterOutputStream(fos2);for (int i = 0; i < 4 * 1024 * 1024; i++) {fosFilter.write('a');}fosFilter.flush();fosFilter.close();endTime = System.currentTimeMillis();System.out.println("FilterOutputStream Time: " + (endTime - startTime) + " ms");}
}

测试代码分析

这段代码演示了如何使用Java中的FilterOutputStream类来写入数据到文件中。主要包括以下步骤:

  1. 通过FileOutputStream类创建一个文件输出流对象fos,并将要写入的文件路径传递给构造函数。

  2. 通过fos.write()方法将’a’字符写入文件中,这里循环写入了410241024个’a’字符。

  3. 关闭文件输出流。

  4. 接着,又创建了一个文件输出流对象fos2,并将要写入的文件路径传递给构造函数。

  5. 创建一个FilterOutputStream对象fosFilter,并将其构造函数中传入fos2对象。

  6. 通过fosFilter.write()方法将’a’字符写入文件中,同样循环写入了410241024个’a’字符。

  7. 通过fosFilter.flush()方法将缓冲区的数据刷入文件。

  8. 最后关闭fosFilter对象,也就是关闭了fos2对象。

  9. 输出写入时间。

  总体来说,使用FilterOutputStream类和FileOutputStream类将数据写入文件的方法是类似的,但是FilterOutputStream类提供了对输出流的过滤和处理,例如对数据进行加密解密等操作,因此开销相对较大,速度也较慢。

测试结果展示

测试结果如下:

FileOutputStream Time: 39030 ms
FilterOutputStream Time: 39121 ms

截图如下:

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小结

  本文深入掌握了FilterOutputStream类,介绍了其使用方法及源代码解析,并分享了一些提升Java IO性能的技巧。通过测试用例,我们可以看到使用FilterOutputStream会略微降低IO性能,但它仍然是一个非常有用的类,尤其是在需要增强输出流功能的场景中。希望本文能够帮助Java开发者更好地利用Java IO操作,提升程序性能。

总结

  本文介绍了Java中FilterOutputStream类的概述、使用方法及源代码解析,同时分享了一些提升Java IO性能的技巧,如重用缓冲区、异步IO、文件内存映射和压缩输出流等。通过测试用例,我们可以看到使用FilterOutputStream会略微降低IO性能,但在需要增强输出流功能的情况下,仍然是一个非常有用的类。希望本文能够帮助Java开发者更好地利用Java IO操作,提升程序性能。

附录源码

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☀️建议/推荐你


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