java.io 和文件系统块大小答案

【问题标题】：java.io and file system block sizejava.io 和文件系统块大小
【发布时间】：2020-09-12 22:13:53
【问题描述】：

假设文件系统块大小为 4KB，根据我的理解，这意味着所有 IO 的大小都是 4KB。我有两个问题：

使用 java.io API 时，比如 FileReader，它不会每次读取一个字符，而是每次读取 4KB 到内存中。对吗？
如果上述情况属实，那么在使用 BufferedReader 之类的东西时将缓冲区大小设置为小于 4KB 是没有意义的，对吧？因为至少我们每次都会将 4KB 提取到内存中。

谢谢。

【问题讨论】：

【解决方案1】：

回答您的第一个问题：不。它会将磁盘块的大小读入内核内存。Java（以及以任何语言编写的程序）无法访问该内存。当您进行原始读取时，无法保证系统读取的块保留在内存中，或者它仍然可以轻松访问，并且后续访问不会花费太多成本。这是一种可能的情况：

程序：“我需要这个文件中的一个字节。”
操作系统：“从文件加载 4KB 块。这是您请求的那个块中的字节。”
程序：“谢谢。我不再需要那个街区了。”
操作系统：“好的。释放（或搁置）这 4KB 块，因为不再需要它。”

…

程序：“我的循环需要这个文件中的另一个字节。”
操作系统：“从文件加载 4KB 块。这是您请求的那个块中的字节。”
程序：“谢谢。我不再需要那个街区了。”
操作系统：“好的。释放（或搁置）4KB 块，因为不再需要它。”

等等

当然，我把事情大大简化了。操作系统可能会缓存它已读取的块。但你无法知道持续多久。也许是几毫秒，也许是几分钟，也许根本就没有。

这不仅仅是 Java 中的一个考虑因素。 C 有单独的read(2) 和fread(3) 函数很长时间了。

另见：When and why to use buffered input and output streams?

【讨论】：

谢谢。所以原始 FileReader 每次读取文件一个字符，只是它从内核内存而不是磁盘读取，对吗？假设我需要从文件中读取前 5 个字符，FileReader 必须询问内核内存 5 次，而内核内存可能需要多次加载相同的块（最坏情况下为 5 次），因此缓冲区大小为在这种情况下，5 个字节（假设 ASCII）仍然有帮助吗？因为现在 FileReader 只需要询问内核内存 1 次，对吧？
是的，没错。通过调用 FileReader 的继承方法也可以达到相同的效果，这些方法以 char[] 或 CharBuffer 作为参数。
不要混淆FileReader和FileInputStream。它们听起来很相似，但完全不同。 FileReader 扩展 InputStreamReader 并将 FileInputStream 传递给超级构造函数。 InputStreamReader 使用解码器将字节转换为字符，默认情况下将使用 8192 字节的缓冲区。因此，连续五次向FileReader 询问单个字符不会导致多次操作系统读取调用。这并不意味着它很便宜。有同步、有效性检查，在参考实现中，将为每次读取创建一个新的char[2] 数组。
@Holger 在查看源代码后，我确实看到了代码行 DEFAULT_BYTE_BUFFER_SIZE = 8192，感谢您指出。 FileInputStream 怎么样，原始的 FileInputStream 每次从内核内存中获取一个字节吗？
@gfytd 是的，当您直接在 FileInputStream 上调用读取方法时，每次调用都将在系统调用中结束。