Java I/O 效能優化指南：緩衝、流選擇與資源管理

核心原則

提升 I/O 效能的四大黃金法則：

1. 減少磁碟存取：能不讀寫磁碟就不讀寫
2. 減少系統呼叫：降低與作業系統核心的交互頻率
3. 減少方法呼叫：避免逐位元組/字元處理
4. 批次處理：採用區塊讀寫取代單一位元組操作

六大實戰技巧

1. 善用緩衝流

無論字元或位元組流，務必套上 BufferedReader、BufferedInputStream 等緩衝裝飾器，或直接使用 read(byte[])、read(char[]) 區塊讀取方法，大幅降低系統呼叫次數。

2. 位元組流優於字元流

InputStream/OutputStream 直接處理位元組，無編碼轉換開銷；Reader/Writer 內建編碼轉換，效能較低。純二進位資料（圖片、影音、序列化物件）必須用位元組流。

3. byte 比 char 更輕量

char 佔 2 位元組（UTF-16），byte 僅 1 位元組。處理 ASCII 或二進位資料時，直接操作 byte[] 可節省一半記憶體頻寬，並避免 Unicode 轉換成本。

4. 直接操作緩衝區塊優於緩衝流

緩衝流雖優於單字元讀寫，但仍涉及多次方法呼叫。若效能極度敏感，可自行管理 byte[] 或 ByteBuffer（NIO），一次讀入大塊資料，記憶體中處理後再寫出，消除方法呼叫開銷。

5. 在 finally 區塊關閉流

資源釋放必須在 finally 或 try-with-resources（Java 7+）中執行，確保正常或異常路徑都能釋放檔案控制代碼、網路連接等稀缺資源。

6. 及早釋放大型物件

資料庫連線、大型快取、線程池等昂貴資源，用完立即 close() 或歸還池中，避免長期佔用導致記憶體壓力或連線耗盡。

程式碼範例：標準檔案複製最佳實踐

try (InputStream in = new BufferedInputStream(new FileInputStream(src));
     OutputStream out = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(dest))) {
    byte[] buffer = new byte[8192];
    int len;
    while ((len = in.read(buffer)) != -1) {
        out.write(buffer, 0, len);
    }
}

採用 try-with-resources 自動關閉、8KB 緩衝區、位元組流、區塊讀寫，兼顧效能與資源安全。