java 字节流入门（内存数组流->文件流）

文件系列往期文章：

本文介绍如何将内存数组流的数据写入文件流中。即将内存数组流中的数据通过文件流写到磁盘上，也叫flush，或持久化。毕竟内存是短暂的，磁盘才是永恒。

流就像管道，数据就像管道里的水。管道最大的魅力就是可以连接，使水从一个管道流到另一个管道，流也一样。

之前我们分别介绍了文件流和内存数组流，既然他们是流，那就应该可以连接起来。那么如何从内存数组流写入文件流呢？

在 java 字节流入门（文件流）中，我们介绍了 FileOutputStream（FOS）和 RandomAccessFile（RAF）两种写文件的方式。那么，当我们在内存中使用 ByteArrayOutputStream（BAOS）维护数据时，如何利用 FOS 和 RAF 写文件呢，本文介绍四种方法。

准备工作：

   private static final Path path = Paths.get("src", "main", "resources", "test.myfile");
    private static final File file = path.toFile();
    private static int size = 1024*1024*800;
    private static byte[] b1 = new byte[size];
    private static ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();

并将 b1 写入 out 中

out.write(b1);

writeTo写入FOS

首先，BAOS 有一个方法叫 writeTo()，这个方法可以将 BAOS 中的数据直接写入另一个字节输出流中。更准确的说法是，使用另一个字节输出流的 write() 方法将 BAOS 中的数据写出去。这里 BAOS 就和一个字节数组是等价的。

   /**
     * Writes the complete contents of this byte array output stream to
     * the specified output stream argument, as if by calling the output
     * stream's write method using <code>out.write(buf, 0, count)</code>.
     *
     * @param      out   the output stream to which to write the data.
     * @exception  IOException  if an I/O error occurs.
     */
    public synchronized void writeTo(OutputStream out) throws IOException {
        out.write(buf, 0, count);
    }

因为 FOS 本身就是 OutputStream，所以可以直接将 BAOS 中的数据通过 writeTo() 写入 FOS 中。

// 将 BAOS 中的数据写入 FileOutputStream
    private static void writeToFOS() throws IOException {
        if(file.exists())
            file.delete();
        // 将 ByteArrayOutputStream 缓存的数据写入 FileOutputStream 中，即写入文件中
        FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(file, false);

        long time = System.currentTimeMillis();
        out.writeTo(fileOutputStream);
        fileOutputStream.close();
        time = System.currentTimeMillis() - time;
        System.out.println("将 "+ size + " 个字节写入 FOS 耗时：" + time + "ms");
        file.delete();
    }

writeTo写入RAF

由于 RandomAccessFile 不是标准的 OutputStream，所以没法直接用 writeTo() 方法实现。那如何将 BAOS 中的数据写入 RandomAccessFile 呢？

解决方案是：把 RandomAccessFile 包装成一个 OutputStream。我们实现一个自定义的 OutputStream，继承 OutputStream，并用 RAF 的三种写方法覆盖 OutputStream 的原有写方法。

class MyRandomAccessFileOutputStream extends OutputStream {

    private RandomAccessFile raf;

    public MyRandomAccessFileOutputStream(RandomAccessFile raf) {
        this.raf = raf;
    }

    @Override
    public void write(int b) throws IOException {
        raf.write(b);
    }

    @Override
    public void write(byte b[]) throws IOException {
        raf.write(b);
    }

    @Override
    public void write(byte b[], int off, int len) throws IOException {
        raf.write(b, off, len);
    }

    public void seek(long pos) throws IOException {
        raf.seek(pos);
    }

    public long length() throws IOException {
        return raf.length();
    }

    @Override
    public void close() throws IOException {
        raf.close();
    }

}

接下来，就可以开心的把 RandomAccessFile 当 OutputStream 用了。

// 将 BAOS 中的数据写入 MyRandomAccessFileOutputStream
    private static void writeToMyRaf() throws IOException {
        if(file.exists())
            file.delete();
        RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(file, "rw");
        MyRandomAccessFileOutputStream myraf = new MyRandomAccessFileOutputStream(raf);

        long time = System.currentTimeMillis();
        out.writeTo(myraf);
        myraf.close();
        time = System.currentTimeMillis() - time;
        System.out.println("将 "+ size + " 个字节写入 MyRaf 耗时：" + time + "ms");
        file.delete();
    }

Copy写入FOS

大家记不记得 BAOS 还有个 toByteArray() 方法可以将其中的内容返回一个 byte 数组。其实现调用了 Arrays.copyOf() 方法，这里记做 copy 。

然后回想，其实各种流都有一个 write(byte[]) 方法，所以你们知道我想干嘛了吗，嗯，很粗暴的实现方式，上代码。

// 将 BAOS 中的数据 copy 写入 FileOutputStream
    private static void copyToFOS() throws IOException {
        if(file.exists())
            file.delete();
        // 将 ByteArrayOutputStream 缓存的数据写入 FileOutputStream 中，即写入文件中
        FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(file, false);

        long time = System.currentTimeMillis();
        fileOutputStream.write(out.toByteArray());
        fileOutputStream.close();
        time = System.currentTimeMillis() - time;
        System.out.println("将 "+ size + " 个字节 copy 写入 FOS 耗时：" + time + "ms");
        file.delete();
    }

Copy写入RAF

同样的，RandomAccessFile 也有 write(byte[]) 方法，所以。。。继续上代码：

// 将 BAOS 中的数据 copy 写入 RandomAccessFile
    private static void copyToRaf() throws IOException {
        if(file.exists())
            file.delete();
        RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(file, "rw");

        long time = System.currentTimeMillis();
        raf.write(out.toByteArray());
        raf.close();
        time = System.currentTimeMillis() - time;
        System.out.println("将 "+ size + " 个字节 copy 写入 Raf 耗时：" + time + "ms");
        file.delete();
    }

接下来我们比较一下这四种方式的速度：

实验对比

写 800M数据。将 RAF 包装成 OutputStream 和 FileOutputStream 的效率差不多。对于两种文件流的写入方法，writeTo 总是比 copy 写入要快。毕竟 copy 多了一步拷贝，而且会占用额外内存。

所以不管哪种文件流，用 BAOS 的 writeTo() 都是最好的。

将 838860800 个字节写入 FOS 耗时：1413ms
将 838860800 个字节 copy 写入 FOS 耗时：2092ms
将 838860800 个字节写入 MyRaf 耗时：1452ms
将 838860800 个字节 copy 写入 Raf 耗时：2203ms

总结

假如用 ByteArrayOutputStream 管理内存数据，想持久化，那么有 FileOutputstream 和 RandomAccessFile 可以选择。

可以使用 BAOS 的 writeTo() 方法进行写入，为了将 RandomAccessFile 当流来用，可以外边包装一层。不要用 copy 方法，没好处的。

致谢：东哥、康博

代码：

https://github.com/qiaojialin/Java-IO-Learning