[Java] 자바의 바이트 기반 스트림 OutputStream / Single byte VS Byte Array 출력 비교

https://gogogohigher.tistory.com/7 이 포스트를 먼저 참고하면 좋다.

 

자바의 입출력은 모두 java.io패키지에서 관리한다.

그 중 바이트의 출력 스트림에 관한 모든 클래스의 부모 클래스는 OutputStream 클래스이다.

public abstract class OutputStream
extends Object
implements Closeable, Flushable

이 외에도 OutputStream을 상속하는 클래스는 무지 많다..!

 

우리가 자바에서 출력할 때 사용하는 System.out도 OutputStream의 하위 클래스이다.

System클래스에 가보면 out이 PrintStream형으로 선언되어 있는 것을 알 수 있다.

OutputStream의 Method들

public abstract void write(int b) throws IOException

(abstract 메소드이기 때문에 구현 클래스에서 구현해 주어야 한다!)

한 바이트를 읽어서 output stream에 기록한다.

 

public void write(byte[] b) throws IOException

b.length 바이트 만큼 바이트들을 output stream에 기록한다. 

write (b, 0, b.length) 와 같다.

 

public void write (byte[] b, int off, int len) throws IOException

 

b[offset] ~ b[offset + len -1] 의 바이트들을 output stream에 기록한다.

배열 안의 각 바이트를 output stream에다 기록할 때 wite를 호출하여 기록한다.

오라클 문서에 의하면 구현 클래스에서는 이 메소드를 보다 더 효율적으로 오버라이딩 하길 권고하고 있다.

public void flush() throws IOException

output stream을 flush하고 버퍼에 있는 출력 바이트들을 output stream에 기록한다.

 

public void close() throws IOException

output stream과 이 스트림에 관련된 시스템 자원들을 닫는다. 

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Single byte 출력 VS Byte Array 출력

byte 문자열을 10만 라인을 출력하여 single byte로 출력했을 때와 byte array로 출력했을 때를 비교해보려 한다.

Single byte 코드

import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;

public class SingleByte {
    public static void main(String[] args) {
        long time = 0;
        long startTime = 0;
        long endTime = 0;

        int firstPrintableCharacter = 33;
        int numberOfPrintableCharacters = 94;
        int numberOfCharacterPerLine = 72;

        int start =firstPrintableCharacter;
        int count =0;

        OutputStream out = System.out;

        try{
            while(count < 100000){
                startTime = System.nanoTime();
                for (int i = start; i < start + numberOfCharacterPerLine; i++) {
                    out.write((byte) ((i - firstPrintableCharacter) % numberOfPrintableCharacters + firstPrintableCharacter));
                }
                out.write((byte) '\r');
                out.write((byte) '\n');

                start = ((start + 1) - firstPrintableCharacter) % numberOfPrintableCharacters + firstPrintableCharacter;

                endTime = System.nanoTime();
                time += endTime - startTime;
                
                count++;
            }
        }catch (IOException e){
            System.err.println("IOException");
        }

        System.out.println("SingleByte everage time = " + time/100000);
    }
}

 

byte array 코드

 

import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;

public class ByteArray {
    public static void main(String[] args) {
        long startTime = 0;
        long endTime = 0;

        int firstPrintableCharacter = 33;
        int numberOfPrintableCharacters = 94;
        int numberOfCharacterPerLine = 72;

        //byte array 생성
        byte[] byteLine = new byte[(numberOfCharacterPerLine + 2) * 100000];
        int count =0;
        int start =firstPrintableCharacter;
        int index = 0;
        while(count < 100000){
            for (int i = start; i < start + numberOfCharacterPerLine; i++) {
                byteLine[index++] = (byte) ((i - firstPrintableCharacter) % numberOfPrintableCharacters + firstPrintableCharacter);
            }
            byteLine[index++] = ((byte) '\r');
            byteLine[index++] = ((byte) '\n');
            start = ((start + 1) - firstPrintableCharacter) % numberOfPrintableCharacters + firstPrintableCharacter;
            count++;
        }

        count =0;
        start =firstPrintableCharacter;

        OutputStream out = System.out;

        try{
            startTime = System.nanoTime();
            out.write(byteLine);
            endTime = System.nanoTime();
        }catch (IOException e){
            System.err.println("IOException");
        }
        System.out.println("ByteArray everage time = " + (endTime - startTime)/100000);
    }
}

비교

여러번 실행해본 결과, 10만번을 평균 내었을 때 byte array로 출력한 것이 현저히 빠르다!

single byte때 for문 시간을 고려하지 않아서 일까 해서 안에서 시간을 쟀을 때도 비교를 했지만 시간은 오히려 더 느려졌었다....

 

그래서 구현 클래스에서 더 효율적으로 오버라이딩 한건가 싶어 PrintStream과 FilterOutputStream을 확인해 보았다.

분명 배열 인덱스 마다 write()를 호출하고 있는데 왜 빠른거죠...?