java中BufferedInputStream缓存为什么使IO效率高？

背景

    最近在看socket编程，这里面需要用到stream进行数据的读取和写入。于是代码中用到了BufferedInputStream提高读的效率。所以就一直在想为什么加上buffer就能提高效率了，加上之前面试的时候曾有面试官问到过这个问题，当时没有回答上来，并且就上网搜索了一下，发现有个文章是为什么缓存能提高io效率，这个文章中说是因为缓存可以让DMA来处理io流，后面我一直都是这么认为的，今天在网上搜索发现即使你用的是inputstream来读也会用到DMA，那篇文章中的缓存可能指的是内核态的缓存。所以之前以为的应该都是错误的吧。

猜想

     在进行io流的读时，最消耗时间的应该是数据从内核态拷贝到用户态这个过程，这个过程会进行上下文的切换，详细的内容可以搜索一下。
     接下来看一下BufferedInputStream的代码。
1、首先是初始化，如果不指定缓冲区的大小，会默认8192长度的数组

2、查看BufferedInputStream的read()方法。
read（）方法中有个fill()方法，这里的read（）方法其实是加锁的，猜想应该是防止多线程调用的时候造成缓存数组的数据混乱，查看full方法的调用的是原生inputstream的public int read(byte b[], int off, int len) throws IOException 方法，注意这里第一个参数是传入了一个byte数组。


分析
既然BufferedInputStream的read()方法最终还是会调用FileInputStream的read方法，那是不是所如果直接使用FileInputStream的public int read(byte b[]) 方法也能提高效率。

用三种方法读取7.8M的文件，测试结果如下：
结果基本可以看出使用原生FileInputStream的read（byte[] b）方法效率也是可以高很多的

测试代码

import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

/**
 * @author 
 * @Description
 * @create 2022-02-17 14:56
 */
public class TestInputStream {
   

  private final static String FILENAME = "input-test.txt";

  public static void main(String[] args) {
   
    testOutputStream();
    testInputStream(false);
    testInputStream(true);