Java 缓冲流与非缓冲流性能对比：IO流效率测试实践

一、原题完整代码呈现

以下是Java中比较缓冲流（BufferedOutputStream）与非缓冲流（FileOutputStream）写入性能的典型题型，通过计时方式测试两种流的速度差异，包含6处需要填写的空白（标记为//*********Found**********）：

import java.io.*;
import java.util.*;

public class Java_3
{
   //*********Found**********
   public ________________ void main (String args[])  throws IOException {
      FileOutputStream unbufStream = new FileOutputStream("test.one");
      BufferedOutputStream bufStream = new BufferedOutputStream(
      //*********Found**********
        new ____________________ ("test.two"));
      System.out.println();
      System.out.println("这是一个测试缓冲流和非缓冲流速度的程序。");
      System.out.println();
      //*********Found**********
      int ______________ = time(unbufStream)-time(bufStream);
      if(flag > 0) {
         System.out.println("测试结果：缓冲流的传输速度快于非缓冲流。");
         System.out.println();
      }
      else
         System.out.println("测试结果：缓冲流的传输速度慢于非缓冲流。");
   }
   //*********Found**********
   static int _____________(OutputStream out) throws IOException {
      //*********Found**********
      Date then = new ____________();
      for (int i=0; i<1000; i++) {
         out.write(1);
      }
      //*********Found**********
      out._________________ ();
      return (int)((new Date()).getTime() - then.getTime());
   }
}

二、空白处逐一解析与解答

1. 第一处空白：main方法的静态修饰符

答案：static

   //*********Found**********
   public static void main (String args[])  throws IOException {

解析：
Java程序的入口方法main必须被static修饰（属于类级方法，无需创建对象即可被JVM调用）。缺少static会导致程序无法运行，因此填写static。

2. 第二处空白：缓冲流包装的底层输出流

答案：FileOutputStream

      BufferedOutputStream bufStream = new BufferedOutputStream(
      //*********Found**********
        new FileOutputStream ("test.two"));

解析：
BufferedOutputStream（缓冲输出流）是装饰器类，需要包装一个底层输出流（如FileOutputStream）来提供缓冲功能。此处与前面的unbufStream（非缓冲流）对应，应使用FileOutputStream创建指向"test.two"文件的流，因此填写FileOutputStream。

3. 第三处空白：存储时间差的变量名

答案：flag

      //*********Found**********
      int flag = time(unbufStream)-time(bufStream);

解析：
变量用于存储“非缓冲流耗时 - 缓冲流耗时”的差值，后续通过if(flag > 0)判断缓冲流是否更快（差值为正说明非缓冲流更慢）。结合后续引用的变量名flag，此处应声明flag，填写flag。

4. 第四处空白：计时方法的方法名

答案：time

   //*********Found**********
   static int time(OutputStream out) throws IOException {

解析：
该方法用于计算流写入操作的耗时，在main方法中被调用为time(unbufStream)和time(bufStream)，因此方法名应为time。同时，由于被静态方法main调用，该方法需声明为static（已包含在代码中）。

5. 第五处空白：创建Date对象的类名

答案：Date

      //*********Found**********
      Date then = new Date();

解析：
Date类（java.util.Date）用于表示时间，此处通过new Date()获取当前时间作为计时起点。变量then的类型为Date，因此构造对象时需使用Date类名，填写Date。

6. 第六处空白：输出流的关闭方法

答案：close

      //*********Found**********
      out.close ();

解析：
流操作完成后必须关闭（释放系统资源），OutputStream的close()方法用于关闭流。此处写入1000个字节后需关闭流，因此填写close。

三、完整正确代码

四、程序功能与运行说明

程序功能

该程序通过对比FileOutputStream（非缓冲流）和BufferedOutputStream（缓冲流）写入1000个字节的耗时，验证缓冲流的性能优势，核心功能包括：

创建两个输出流：非缓冲流写入"test.one"，缓冲流（包装FileOutputStream）写入"test.two"；
定义time方法：计算流写入1000个字节的耗时（毫秒）；
计算时间差：非缓冲流耗时 - 缓冲流耗时，判断并输出哪种流更快。

运行说明

流初始化：
- unbufStream：FileOutputStream直接写入文件，每次write都会触发实际IO操作；
- bufStream：BufferedOutputStream内部维护缓冲区（默认8KB），write操作先写入缓冲区，满后再一次性写入文件，减少IO次数。
计时过程：
- time方法：记录开始时间（then），循环写入1000个字节（值为1），关闭流，返回“结束时间 - 开始时间”的毫秒差。
结果判断：
- 若flag > 0（非缓冲流耗时更长）：输出“缓冲流更快”；
- 否则：输出“缓冲流更慢”（实际测试中几乎不可能，因缓冲流减少IO操作，效率更高）。
运行后生成两个文件："test.one"和"test.two"，各包含1000个字节（值为1）。

五、核心知识点总结

IO流的分类与缓冲机制
- 非缓冲流：如FileOutputStream，直接与磁盘交互，每次write/read都触发IO操作（效率低，因磁盘IO速度远低于内存）；
- 缓冲流：如BufferedOutputStream，通过内存缓冲区减少IO次数（数据先写入缓冲区，满后或关闭时一次性写入磁盘），大幅提升效率；
- 装饰器模式：缓冲流通过包装底层流（如new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(...))）增强功能，不改变原有流的接口。
main方法的特性
- 必须声明为public static void：public保证JVM可访问，static允许JVM直接调用（无需实例化），void无返回值；
- 异常处理：throws IOException声明方法可能抛出IO异常（因流操作可能失败），简化示例代码（实际开发中建议try-catch）。
计时与时间差计算
- Date类：new Date()获取当前时间，getTime()返回自1970年1月1日以来的毫秒数；
- 耗时计算：结束时间毫秒数 - 开始时间毫秒数，得到操作耗时（毫秒）。
流的关闭
- 必要性：流占用系统资源（如文件句柄），必须关闭以释放资源，否则可能导致资源泄露；
- 缓冲流关闭：close()方法会先将缓冲区剩余数据写入磁盘，再关闭底层流，确保数据不丢失。

六、常见错误与应试技巧

常见错误分析
- 第一处空白修饰符错误：遗漏static（main方法必须静态，否则程序无法启动）；
- 第二处空白流类型错误：写成BufferedOutputStream（缓冲流不能直接创建，需包装底层流）；
- 第三处空白变量名错误：写成其他名称（如diff），与后续if(flag > 0)引用冲突；
- 第四处空白方法名错误：写成getTime（与调用处time(...)不匹配）；
- 第五处空白类名错误：写成date（Java区分大小写，正确类名为Date）；
- 第六处空白方法名错误：写成flush（flush仅刷新缓冲区，不关闭流，可能导致资源泄露）。
应试技巧
- 缓冲流使用：“缓冲流是装饰器，包装底层流来增强，FileOutputStream作参数，效率提升靠缓冲”；
- main方法格式：“main方法要记牢，public static void不能少，String数组作参数，异常声明可加throws”；
- 计时逻辑：“Date对象记时间，getTime获取毫秒数，差值就是操作耗时，流操作后要关闭”；
- 流关闭原则：“用完流后必关闭，close方法要调用，缓冲流关会刷新，数据安全不丢失”。

通过本题，我们掌握了IO流中缓冲流与非缓冲流的区别、缓冲机制的优势、流的基本操作及计时方法。这类题型是“Java IO流+性能对比”的典型体现，对理解IO优化策略具有重要意义。实际开发中，缓冲流是提升IO性能的常用手段，应优先使用。