Java IO7：管道流、對象流

前言

前面的文章主要講了文件字符輸入流FileWriter、文件字符輸出流FileReader、文件字節輸出流FileOutputStream、文件字節輸入流FileInputStream，這些都是常見的流類。當然除了這些流類之外，Java還提供了很多的流類給用戶使用，本文就看一下別的流。

 

管道流

管道流主要用於連接兩個線程的通信。管道流也分為字節流（PipedInputStream、PipedOutputStream）和字符流（PipedReader、PipedWriter）。比如一個PipedInputStream必須和一個PipedOutputStream對象進行連接而產生一個通信管道，PipedOutputStream向管道中寫入數據，PipedInputStream從管道中讀取數據。管道流的工作如下圖所示：

下面看一下管道流的用法。既然管道流的作用是用於線程間的通信，那么勢必有發送線程和接收線程，兩個線程通過管道流交互數據。首先寫一個發送數據的線程：

public class Sender implements Runnable
{
    private PipedOutputStream out = new PipedOutputStream();
    
    public PipedOutputStream getOutputStream()
    {
        return out;
    }
    
    public void run()
    {
        String str = "Receiver, 你好!";
        try
        {
            out.write(str.getBytes()); // 向管道流中寫入數據（發送）
            out.close();
        } 
        catch (IOException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
    }    
}

用流寫數據的時候注意關注一下，該流是否支持直接寫String，不可以的話要用String的getBytes()方法獲取字符串的字節。既然有一個發送數據的線程了，接下來來一個接收數據的線程：

public class Receiver implements Runnable
{
    private PipedInputStream in = new PipedInputStream();
    
    public PipedInputStream getInputStream()
    {
        return in;
    }
    
    public void run()
    {
        String s = null;
        byte b0[] = new byte[1024];
        try
        {
            int length = in.read(b0);
            if (-1 != length)
            {
                s = new String(b0, 0 , length);
                System.out.println("收到了以下信息：" + s);
            }
            in.close();
        } catch (IOException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

兩個線程都有了，寫一個main線程，利用管道輸出流的connect方法連接管道輸出流和管道輸入流：

public static void main(String[] args)
{
    try
    {
        Sender sender = new Sender();
        Receiver receiver = new Receiver();
        Thread senderThread = new Thread(sender);
        Thread receiverThread = new Thread(receiver);
        PipedOutputStream out = sender.getOutputStream(); // 寫入
        PipedInputStream in = receiver.getInputStream(); // 讀出
        out.connect(in);// 將輸出發送到輸入
        senderThread.start();
        receiverThread.start();
    } 
    catch (IOException e)
    {
        e.printStackTrace();
    } 
}

輸出結果應該很明顯了，大家都知道，接收線程接收到了來自發送線程通過管道流輸出流發送的數據：

收到了以下信息：Receiver, 你好!

注意一下，PipedInputStream運用的是一個1024字節固定大小的循環緩沖區，寫入PipedOutputStream的數據實際上保存到了對應的PipedInputStream的內部緩沖區。PipedInputStream執行讀操作時，讀取的數據實際上來自這個內部緩沖區。如果對應的PipedInputStream輸入緩沖區已滿，任何企圖寫入PipedOutputStream的線程都將被阻塞。而且這個寫操作線程將一直阻塞，直至出現讀取PipedInputStream的操作從緩沖區刪除數據。

這意味着，向PipedOutputStream寫入數據的線程不應該是負責從對應PipedInputStream讀取數據的唯一線程（所以這里開了兩個線程分別用於讀寫）。假定t線程試圖一次對PipedOutputStream的write()方法的調用中向對應的PipedOutputStream寫入2000字節的數據，在t線程阻塞之前，它最多能夠寫入1024字節的數據（PipedInputStream內部緩沖區的大小）。然而，一旦t被阻塞，讀取PipedInputStream的操作就再也不能出現了，因為t是唯一讀取PipedInputStream的線程，這樣，t線程已經完全被阻塞。

 

對象流

序列化，在這篇文章中已經講得比較清楚了，這一部分主要是再次簡單過一下對象流的知識而已。

Java中提供了ObjectInputStream、ObjectOutputStream這兩個類用於對象序列化操作，這兩個類是用於存儲和讀取對象的輸入輸出流類，只要把對象中的所有成員變量都存儲起來，就等於保存了這個對象，之后從保存的對象之中再將對象讀取進來就可以繼續使用此對象。ObjectInputStream、ObjectOutputStream可以幫助開發者完成保存和讀取對象成員變量取值的過程，但要求讀寫或存儲的對象必須實現了Serializable接口。

看一下例子，先來一個實現了Serializable接口的實體類Person：

public class Person implements Serializable
{
    /**
     * 序列化
     */
    private static final long serialVersionUID = 7827863437931135333L;
    
    private transient String     name;
    private int                    age;
    private final static String sex = "man";
    
    public Person(String name, int age)
    {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    
    public String toString()
    {
        return "姓名：" + this.name + "， 年齡：" + this.age + ", 性別：" + sex;
    }
}

調用ObjectOutputStream和ObjectInputStream寫一個序列化和反序列化的方法，我現在D盤下沒有"serializable.txt"：

public static void main(String[] args) throws Exception
{
    File file = new File("D:/serializable.txt");
    serializable(file);
    deserializable(file);
}
    
// 序列化對象方法
public static void serializable(File file) throws Exception
{
    OutputStream outputFile = new FileOutputStream(file);
    ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(outputFile);
    oos.writeObject(new Person("張三", 25));
    oos.close();
}
    
// 反序列化對象方法
public static void deserializable(File file) throws Exception
{
    InputStream inputFile = new FileInputStream(file);
    ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(inputFile);
    Person p = (Person)ois.readObject();
    System.out.println(p);
}

現在運行一下，D盤下多了一個"serializable.txt"，文件里面的內容是：

看到亂碼，因為序列化之后本身就是按照一定的二進制格式組織的文件，這些二進制格式不能被文本文件所識別，所以亂碼也是正常的。

當然，控制台上也是有輸出的：

姓名：null， 年齡：25, 性別：man

這證明了被transient修飾的成員變量不會被序列化。