Java的缓冲流内部实现及其效率探讨

对Java的缓冲流BufferInputStream一直没仔细探讨过其内部实现，查完API文档后才发现其实很简单。就是由BufferInputStream类内部维护一个既定大小的数组，该数组容量默认8192（v1.7)，有人说是8M，没验证过。但还有点不明白的地方，就是为何缓冲刘可以提高io效率。百度一番，有所了解，但还是发现有更多的不了解，特别是对IO在接近硬件底层的状况。以下源于（http://zhidao.baidu.com/link?url=1ebEb_JKL8CVCS7p95uO-Q-biIHJxynFRdUQHin_vO-VIrUHPIWviLXftedv6UfNKhxcP_e-pc-GLeNgDUB1OK）
运用FileInputStream读写一段数据是一个字节一个字节的读取，如果有10个字节大小的文件，就要调用10次系统调用，每次将读取的数据赋值给变量，然后程序使用变量。缓冲区可以看作是一个放在内存中的数组，但是从硬盘中读取数据仍然要使用系统调用，系统调用的读取仍然是每次一个，只是每调用一次之后，将所得到的数据放入缓冲区中的，然后程序一次性使用10个数据。
但是不管用与不用缓冲区，使用的系统调用是一样多的。调用I\O操作的时候，实际上还是一个一个的读或者写，关键就在，CPU只有一个，不论是几个核心。CPU在系统调用时，会不会还要参与主要操作？参与多次就会花更多的时间。系统调用时，若不用缓冲，CPU会酌情考虑使用中断。此时CPU是主动地，每个周期中都要花去一部分去询问I\O设备是否读完数据，这段时间CPU不能做任何其他的事情（至少负责执行这段模块的核不能）。所以，调用一次读了一个字，通报一次，CPU腾出时间处理一次。而设置缓冲，CPU通常会使用DMA方式去执行I\O操作。CPU将这个工作交给DMA控制器来做，自己腾出时间做其他的事，当DMA完成工作时，DMA会主动告诉CPU“操作完成”。这时，CPU接管后续工作。在此CPU是被动的。DMA是专门做I＼O与内存数据交换的，不仅自身效率高，也节约了CPU时间，CPU在DMA开始和结束时做了一些设置罢了。所以，调用一次，不必通报CPU，等缓冲区满了，DMA会对CPU说“嘿，伙计！快过来看看，把他们都搬走吧”。综上，设置缓冲，就建立了数据块，使得DMA执行更方便，CPU也有闲，而不是呆呆地候着I\O数据读来。从微观角度来说，设置缓冲效率要高很多。尽管，不能从这个程序上看出来。几万字的读写\就能看到差距。