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环境说明Windows 10 IntelliJ IDEA 2021.3.2 Jdk 1.8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
FilterOutputStream类的概述FilterOutputStream类的使用方法及源代码解析提升Java IO性能的技巧测试用例及运行结果展示全文小结
FilterOutputStream类
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BufferedOutputStream、DataOutputStream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
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支持字节写入比字符流更加高效可以通过继承FilterOutputStream来实现自定义的过滤器。
缺点
需要了解各种过滤器的工作原理增加了开发难度过多使用过滤器会影响程序的性能只支持字节流无法处理字符流。
应用场景
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
flush()方法刷新输出流。write(byte b[])方法将字节数组b写入输出流。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。write(int b)方法将指定的字节写入输出流。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 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()和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
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。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。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。压缩输出流如果需要输出到压缩文件可以使用GZIPOutputStream或ZipOutputStream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FileOutputStream和FilterOutputStream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 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。 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。 关闭文件输出流。 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。 创建一个FilterOutputStream对象fosFilter并将其构造函数中传入fos2对象。 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。 通过fosFilter.flush()方法将缓冲区的数据刷入文件。 最后关闭fosFilter对象也就是关闭了fos2对象。 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 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。
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