java io系列03之 ByteArrayOutputStream的簡介,源碼分析和示例(包括OutputStream)

前面學習ByteArrayInputStream，了解了“輸入流”。接下來，我們學習與ByteArrayInputStream相對應的輸出流，即ByteArrayOutputStream。
本章，我們會先對ByteArrayOutputStream進行介紹，在了解了它的源碼之后，再通過示例來掌握如何使用它。

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ByteArrayOutputStream 介紹

ByteArrayOutputStream 是字節數組輸出流。它繼承於OutputStream。
ByteArrayOutputStream 中的數據被寫入一個 byte 數組。緩沖區會隨着數據的不斷寫入而自動增長。可使用 toByteArray() 和 toString() 獲取數據。

OutputStream 函數列表

我們來看看ByteArrayOutputStream的父類OutputStream的函數接口。

// 構造函數
OutputStream()

         void    close()
         void    flush()
         void    write(byte[] buffer, int offset, int count)
         void    write(byte[] buffer)
abstract void    write(int oneByte)

ByteArrayOutputStream 函數列表

// 構造函數
ByteArrayOutputStream()
ByteArrayOutputStream(int size)

             void    close()
synchronized void    reset()
             int     size()
synchronized byte[]  toByteArray()
             String  toString(int hibyte)
             String  toString(String charsetName)
             String  toString()
synchronized void    write(byte[] buffer, int offset, int len)
synchronized void    write(int oneByte)
synchronized void    writeTo(OutputStream out)

 

OutputStream和ByteArrayOutputStream源碼分析

OutputStream是ByteArrayOutputStream的父類，我們先看看OutputStream的源碼，然后再學ByteArrayOutputStream的源碼。

1. OutputStream.java源碼分析(基於jdk1.7.40)

package java.io;

public abstract class OutputStream implements Closeable, Flushable {
    // 將字節b寫入到“輸出流”中。
    // 它在子類中實現！
    public abstract void write(int b) throws IOException;

    // 寫入字節數組b到“字節數組輸出流”中。
    public void write(byte b[]) throws IOException {
        write(b, 0, b.length);
    }

    // 寫入字節數組b到“字節數組輸出流”中，並且off是“數組b的起始位置”，len是寫入的長度
    public void write(byte b[], int off, int len) throws IOException {
        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;
        }
        for (int i = 0 ; i < len ; i++) {
            write(b[off + i]);
        }
    }

    public void flush() throws IOException {
    }

    public void close() throws IOException {
    }
}

2. ByteArrayOutputStream 源碼分析(基於jdk1.7.40)

package java.io;

import java.util.Arrays;

public class ByteArrayOutputStream extends OutputStream {

    // 保存“字節數組輸出流”數據的數組
    protected byte buf[];

    // “字節數組輸出流”的計數
    protected int count;

    // 構造函數：默認創建的字節數組大小是32。
    public ByteArrayOutputStream() {
        this(32);
    }

    // 構造函數：創建指定數組大小的“字節數組輸出流”
    public ByteArrayOutputStream(int size) {
        if (size < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("Negative initial size: "
                                               + size);
        }
        buf = new byte[size];
    }

    // 確認“容量”。
    // 若“實際容量 < minCapacity”，則增加“字節數組輸出流”的容量
    private void ensureCapacity(int minCapacity) {
        // overflow-conscious code
        if (minCapacity - buf.length > 0)
            grow(minCapacity);
    }

    // 增加“容量”。
    private void grow(int minCapacity) {
        int oldCapacity = buf.length;
        // “新容量”的初始化 = “舊容量”x2
        int newCapacity = oldCapacity << 1;
        // 比較“新容量”和“minCapacity”的大小，並選取其中較大的數為“新的容量”。
        if (newCapacity - minCapacity < 0)
            newCapacity = minCapacity;
        if (newCapacity < 0) {
            if (minCapacity < 0) // overflow
                throw new OutOfMemoryError();
            newCapacity = Integer.MAX_VALUE;
        }
        buf = Arrays.copyOf(buf, newCapacity);
    }

    // 寫入一個字節b到“字節數組輸出流”中，並將計數+1
    public synchronized void write(int b) {
        ensureCapacity(count + 1);
        buf[count] = (byte) b;
        count += 1;
    }

    // 寫入字節數組b到“字節數組輸出流”中。off是“寫入字節數組b的起始位置”，len是寫入的長度
    public synchronized void write(byte b[], int off, int len) {
        if ((off < 0) || (off > b.length) || (len < 0) ||
            ((off + len) - b.length > 0)) {
            throw new IndexOutOfBoundsException();
        }
        ensureCapacity(count + len);
        System.arraycopy(b, off, buf, count, len);
        count += len;
    }

    // 寫入輸出流outb到“字節數組輸出流”中。
    public synchronized void writeTo(OutputStream out) throws IOException {
        out.write(buf, 0, count);
    }

    // 重置“字節數組輸出流”的計數。
    public synchronized void reset() {
        count = 0;
    }

    // 將“字節數組輸出流”轉換成字節數組。
    public synchronized byte toByteArray()[] {
        return Arrays.copyOf(buf, count);
    }

    // 返回“字節數組輸出流”當前計數值
    public synchronized int size() {
        return count;
    }

    public synchronized String toString() {
        return new String(buf, 0, count);
    }

    public synchronized String toString(String charsetName)
        throws UnsupportedEncodingException
    {
        return new String(buf, 0, count, charsetName);
    }

    @Deprecated
    public synchronized String toString(int hibyte) {
        return new String(buf, hibyte, 0, count);
    }

    public void close() throws IOException {
    }
}

說明：
ByteArrayOutputStream實際上是將字節數據寫入到“字節數組”中去。
(01) 通過ByteArrayOutputStream()創建的“字節數組輸出流”對應的字節數組大小是32。
(02) 通過ByteArrayOutputStream(int size) 創建“字節數組輸出流”，它對應的字節數組大小是size。
(03) write(int oneByte)的作用將int類型的oneByte換成byte類型，然后寫入到輸出流中。
(04) write(byte[] buffer, int offset, int len) 是將字節數組buffer寫入到輸出流中，offset是從buffer中讀取數據的起始偏移位置，len是讀取的長度。
(05) writeTo(OutputStream out) 將該“字節數組輸出流”的數據全部寫入到“輸出流out”中。

 

示例代碼

關於ByteArrayOutputStream中API的詳細用法，參考示例代碼(ByteArrayOutputStreamTest.java)：

import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.ByteArrayInputStream;

/**
 * ByteArrayOutputStream 測試程序
 *
 * @author skywang
 */
public class ByteArrayOutputStreamTest {

    private static final int LEN = 5;
    // 對應英文字母“abcddefghijklmnopqrsttuvwxyz”
    private static final byte[] ArrayLetters = {
        0x61, 0x62, 0x63, 0x64, 0x65, 0x66, 0x67, 0x68, 0x69, 0x6A, 0x6B, 0x6C, 0x6D, 0x6E, 0x6F,
        0x70, 0x71, 0x72, 0x73, 0x74, 0x75, 0x76, 0x77, 0x78, 0x79, 0x7A
    };

    public static void main(String[] args) {
        //String tmp = new String(ArrayLetters);
        //System.out.println("ArrayLetters="+tmp);

        tesByteArrayOutputStream() ;
    }

    /**
     * ByteArrayOutputStream的API測試函數
     */
    private static void tesByteArrayOutputStream() {
        // 創建ByteArrayOutputStream字節流
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();

        // 依次寫入“A”、“B”、“C”三個字母。0x41對應A，0x42對應B，0x43對應C。
        baos.write(0x41);
        baos.write(0x42);
        baos.write(0x43);
        System.out.printf("baos=%s\n", baos);

        // 將ArrayLetters數組中從“3”開始的后5個字節寫入到baos中。
        // 即對應寫入“0x64, 0x65, 0x66, 0x67, 0x68”，即“defgh”
        baos.write(ArrayLetters, 3, 5);
        System.out.printf("baos=%s\n", baos);

        // 計算長度
        int size = baos.size();
        System.out.printf("size=%s\n", size);

        // 轉換成byte[]數組
        byte[] buf = baos.toByteArray();
        String str = new String(buf);
        System.out.printf("str=%s\n", str);

        // 將baos寫入到另一個輸出流中
        try {
            ByteArrayOutputStream baos2 = new ByteArrayOutputStream();
            baos.writeTo((OutputStream)baos2);
            System.out.printf("baos2=%s\n", baos2);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

運行結果：
baos=ABC
baos=ABCdefgh
size=8
str=ABCdefgh
baos2=ABCdefgh

 

---

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