Java中的流如何影響內存消耗？

Question

我一直在使用流很多次，但我從來沒有讀過很多關於他們如何實際工作。除了流只是一個比喻之外，我對它們的瞭解也不多。一個流只代表一個字節序列。我不太瞭解他們是如何實際工作的，我猜想在Java中打開一個文件流與具有向流提供「指針」的功能的操作系統交互。

基本上我的問題是流如何影響內存消耗。例如，當你有一個輸入流，然後你開始讀取它時，你只能通過讀取的字節數來增加內存消耗？在Java中打開流時，在開始閱讀之前實際上並未加載完整文件？如果您從一個流中讀取數據並直接寫入另一個數據流，則只會增加讀取的字節數量（並且可能在緩衝區中）？如果你在java中將字節讀入一個字節數組，那麼你會增加文件大小的內存消耗？

可能聽起來像一個奇怪的問題，但我可能需要一些指導/更正我的理解。謝謝。

Answer 1

從InputStream開始閱讀後，幾乎沒有內存開銷。有一個非常小的操作系統開銷打開一個文件和JVM的一個小開銷用於新的對象分配。如果使用默認值爲8KB的BufferedInputStream，則可能會有小的開銷。

寫入的開銷非常大，取決於您寫入的位置。如果它是FileOutputStream，那麼它與上面描述的相同。如果是ByteArrayOutputStream，那麼在最壞的情況下，最好是（2 * stream length）字節和（3 * stream length）字節。即將InputStream中的10k字節複製到字節數組中，最差情況下將分配30k字節。

原因是ByteArrayOutputStream尺寸在達到限制後增長了2倍，並且在您撥打toByteArray()時還會分配一個新的緩衝區。

Answer 2

以上所有答案都是很好的答案，但我不相信他們回答你關於內存消耗的原始問題。

在Java中，您可以通過多種方式查看流。首先，您擁有最低級別流的原始流，並以最小的內存開銷與底層操作系統（文件，網絡等）進行交互。其次是緩衝流，可用於包裝原始流並添加一些緩衝並顯着提高性能。流緩衝會爲緩衝添加固定數量的內存開銷，並可由應用程序進行設置。不知道默認是什麼，但它可能是最小的，如32K。

第三種類型的流是一種內存流（即ByteArrayInput/Ouput），它們使用盡可能多的內存來寫入它們，並且將根據需要增長並且不會丟棄它們的內存，直到引用計數變爲零（它們是不再使用）。這些流非常有用，但顯然會消耗大量內存。

最終的類型實際上不是一個流，而是一類被稱爲讀者的I/O，它提供了上面指出的向數據流和從數據流中提供數據轉換的幫助。這些流操作在一個原始的。緩衝或內存流，並將消耗與正在使用的基礎流一樣多的內存。