理解IO_InputStream-我們到底能走多遠系列(16)


我們到底能走多遠系列(16)

扯淡: 

  我覺得不斷的重復學習基礎才是成長的關鍵。可能有一天我們擁有幾十個框架的經驗,可是卻一個組件也無法設計一下,應該算不是很好吧。

主題:

知識點:

1.byte 類型

Java byte 類型的取值范圍是-128~127

  byte是1個字節,也就是8位

  最高位是符號位,其它七位來表示它的值

  最大的應該是0111 1111,因為第一位是符號位,0表示正數。0111 1111即127

  負數部分是由補碼體現的,補碼的是絕對值,取反,加上符號位,加1。

  -1表示:1000 0001 它的補碼是:1111 1111。

  1000 0000 也就是數字-128


2,java的IO中衍生出這么多類,主要是因為使用了裝飾模式,這種模式是在調用對象的構造函數把被裝飾對象傳入,利用這樣的方式實現的。

具體可以參照:簡單的裝飾模式解釋

3,IO結構可以參照:容易理解的IO圖

 

IO是java基礎

來自《learning java》的圖:

java源碼中涉及都IO的有很多類,可能是學習的障礙,有時候我會煩惱到底用哪個stream才是正確的呢?這也是本文需要解決的問題:如何去學習IO類呢?

我們來看下IO的基本類圖:

我需要牢牢抓住的就是4個主類:InputStream,OutputStream,Reader,Writer,這里我只學習下InputStream,這樣OutputStream也可以解決了。

所有在InputStream下面的類都是為了配合一種流,也就可以理解為什么要衍生出這么多類了,畢竟數據流的類型太多了。

來看下InputStream的三個read方法源碼:

有一點好記,所有的read方法返回-1就算讀完啦。

InputStream 中的read()方法:一個抽象方法,讓子類實現去了。

public abstract int read() throws IOException;

read(byte b[])方法:

public int read(byte b[]) throws IOException {
    // 調用了read(byte b[], int off, int len)
    return read(b, 0, b.length);
}

read(byte b[], int off, int len)方法:

看下它的API:

將輸入流中最多 len 個數據字節讀入字節數組。嘗試讀取多達 len 字節,但可能讀取較少數量。以整數形式返回實際讀取的字節數。
在輸入數據可用、檢測到流的末尾或者拋出異常前,此方法一直阻塞。
如果 b 為 null,則拋出 NullPointerException。
如果 off 為負,或 len 為負,或 off+len 大於數組 b 的長度,則拋出 IndexOutOfBoundsException。
如果 len 為 0,則沒有字節可讀且返回 0;否則,要嘗試讀取至少一個字節。如果因為流位於文件末尾而沒有可用的字節,則返回值 -1;否則,至少可以讀取一個字節並將其存儲在 b 中。
將讀取的第一個字節存儲在元素 b[off] 中,下一個存儲在 b[off+1] 中,依次類推。讀取的字節數最多等於 len。讓 k 為實際讀取的字節數;這些字節將存儲在元素 b[off] 至 b[off+k-1] 之間,其余元素 b[off+k] 至 b[off+len-1] 不受影響。
在任何情況下,元素 b[0] 至 b[off] 和元素 b[off+len] 至 b[b.length-1] 都不會受到影響。
如果不是因為流位於文件末尾而無法讀取第一個字節,則拋出 IOException。特別是,如果輸入流已關閉,則拋出 IOException。

public int read(byte b[], int off, int len) throws IOException {
    // 對參數進行check,寫方法前要確定輸入和輸出,對於輸入的限制是必要的
    if (b == null) {
        throw new NullPointerException();
    } else if ((off < 0) || (off > b.length) || (len < 0) ||
           ((off + len) > b.length) || ((off + len) < 0)) {
        throw new IndexOutOfBoundsException();
    } else if (len == 0) {
        return 0;
    }
    // 內部實現還是使用read()方法一個一個去讀的
    int c = read();
    if (c == -1) { // 1
        return -1;
    }
    // 第一個放置的位置
    b[off] = (byte)c;
    int i = 1;
    try {
        for (; i < len ; i++) {
        c = read();
        if (c == -1) {// 2
            break;
        }
        if (b != null) {
            // 第二個以后的就在off后面進位
            b[off + i] = (byte)c;
        }
        }
    } catch (IOException ee) {
    }
    // 返回的是i,舉個例子:比如我每次去1024個byte,那么到最后的時候剩下200個byte,
    // 取到201個的時候,上面的1處判斷出來,break;后就返回了i
    // 需要再一次調用的時候,在1出判斷返回-1,才通知沒有數據了
    // 所以呢,如果數據可以分為5段byte數組取,就要進這個方法6次啦。
    return i;
    }

FileInputStream類用來對付文件流的,可以這么想把它可以把一個文件變成InputStream。

來看下它的read()方法:

public native int read() throws IOException;

好吧,都到native了,(native方法是指本地方法,當在方法中調用一些不是由java語言寫的代碼或者在方法中用java語言,直接操縱計算機硬件時要聲明為native方法,java中,通過JNI(Java Native Interface,java本地接口)來實現本地化)
據說是交給c庫實現了...

關於它的使用比較常見吧:

以前寫的拷貝的方法:

    private void copyFile(String fromPath, String toPath) throws IOException {
        // input
        File fromFile = new File(fromPath);
        InputStream is = new FileInputStream(fromFile);
        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(is);
        // output
        File toFile = new File(toPath);
        OutputStream os = new FileOutputStream(toFile);
        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(os);
        // transfer station
        byte b[] = new byte[(int) fromFile.length()];
        while (bis.read(b, 0, b.length) != -1) {
            bos.write(b, 0, b.length);
        }
        bis.close();
        bos.close();
    }

DataInputStream類是來對付讀取基本 Java 數據類型的。

它有:

readBoolean()
readByte()
readChar()
readDouble()
readFloat()

 

FilterInputStream下面兩個重要的派生類:

ByteArrayInputStream是為了把內存中的數據讀到字節數組中。

網上共享的代碼:是DataInputStream結合ByteArrayInputStream的使用

import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.DataInputStream;
import java.io.DataOutputStream;
import java.io.IOException;

public class ByteArrayTest {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ByteArrayOutputStream bout = new ByteArrayOutputStream();
        DataOutputStream dout = new DataOutputStream(bout);
        String name = "dc";
        int age = 94;
        dout.writeUTF(name);
        dout.writeInt(age);
        byte[] buff = bout.toByteArray();// byte數組作為中間值了
        ByteArrayInputStream bin = new ByteArrayInputStream(buff);
        DataInputStream dis = new DataInputStream(bin);
        String newName = dis.readUTF();
        int newAge = dis.readInt();
        System.out.println(newName + ":" + newAge);
    }
}

類似上面一層層包着的感覺提供張圖更直觀:

我們甚至可以一層層的裝飾下去。

 

BufferedInputStream 可以說是裝飾了內存緩存的功能。詳細可以點我

 

總結:

1,通過查看他們的源碼,我漸漸明白其實也不是那么復雜,各自的類都有自己的使命,我們只要可以理解他們各自的作用,使用起來就不那么迷茫了。

2,對裝飾模式的理解,可以設計出靈活的東西

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偶然選了首《掌聲響起來》聽,“孤獨站在這舞台...”,

   打開記憶大門鑰匙也許是一首歌,也許是一句話,也許是一個人。

   歌聲伴隨我們成長,也許那些甜蜜的情歌早被遺忘,而那些曾經塑造過我們的歌曲將伴隨你我更久。

   時光彈指,請珍惜,請把握,請堅持。

 

讓我們繼續前行

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努力不一定成功,但不努力肯定不會成功。
共勉。

 

1000 0000代表的就是-1


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