字节操作 - 《Java I/O》

字节流

字节流

字节流可以处理任何类型的数据，如图片，视频等，字节流以字节（8bit）为单位

InputStream

在Java8 中，InputStream 被定义为一个抽象类，相应的，该类的read（）方法也是一个抽象方法，这就意味着必须要右一个类继承InputStream并且去实现这个read方法

InputStream的read()虽然也返回int，但由于此类是面向字节流的，一个字节占8个位，所以返回 0 到 255 范围内的 int 字节值。如果因为已经到达流末尾而没有可用的字节，则返回值 -1。因此对于不能用0-255来表示的值就得用字符流来读取！比如说汉字.
图片.png

使用实例

InputStream inputstream = new FileInputStream("c:\\data\\input-text.txt");
int data = inputstream.read();
while(data != -1) {
  //do something with data...
  doSomethingWithData(data);
  data = inputstream.read();
}
inputstream.close();

Java7开始，你可以用try-with-resources去确保InputStream在使用后可以关闭。具体的用法可以参考上面Java异常处理的文章，但是这里有一个例子：

try( InputStream inputstream = new FileInputStream("file.txt") ) { 
    //使用了try-resource 之后就不需要手动close这个流
    int data = inputstream.read();
    while(data != -1){
        System.out.print((char) data);
        data = inputstream.read();
    }
}

只要线程已经执行出try代码块，inputstream就会被关闭。

read() 方法

InputStream的read()方法返回一个int类型的值，这个值是每次读取的字节的值。下面是一个相关的例子

int data = inputstream.read();

你也可以把int值强转成为一个char类型的：

char aChar = (char) data;

InputStream的子类有可能扩展了read()方法。例如，DataInputStream允许读取java基本类型，像int、long、float、double、boolean等等。当然这些有相应的方法，readBoolean()，readDouble()等等。

read(byte[])

还有其他两种read重载方法，int read(byte[]) 和 int read(byte[]，int offset，int length)
每次读取一个字节数组显然要比每次读取一个字节要快的多，所以只要有可能，你可以使用这类的方法来替代read()方法。
read(byte[])方法会读取所有数据到数组中。它会返回一个int值，来告诉实际读取的字节数。万一实际读取的字节数要比提供的字节少，那么字节数组的其余部分将包含与读取开始之前所做的相同的数据。要记住去检查返回的int值，看实际取得的字节数有多少。
read(byte[], int offset, int length)方法也是读数组到数组中，但是可以根据参数来规定开始的偏移量和一共读取多少长度。返回值和read(byte[])方法的含义相同。
两个方法相同的地方都是如果返回值是 -1 ，代表读取结束。
示例

InputStream inputstream = new FileInputStream("c:\\data\\input-text.txt");
byte[] data  = new byte[1024];
int bytesRead = inputstream.read(data);
while(bytesRead != -1) {
  doSomethingWithData(data, bytesRead);
  bytesRead = inputstream.read(data);
}
inputstream.close();

mark()和reset()

InputStream类中有两个方法mark()和reset()，但是它的子类不一定有支持（或者说子类有没有重写此方法）。
如果一个InputStream的子类支持这两个方法，子类会重写markSupported()方法并返回 true。相反的，如果返回false，则子类不支持这两个方法。
mark()方法在InputStream设置一个内部的标记，标记在流中哪个数据到目前为止已经被读取。使用InputStream的代码，可以根据这个标记位来继续读取数据。
在读取流的过程汇总，如果想退回到标记的那点上，可以调用reset()方法。然后InputStream退回到标记位上，开始从这个位置开始返回数据。这当然会导致多次返回一些数据
当实现一个解析器时，会经常用到这两个方法。解析器读取一个InputStream时会提前读，如果解析器没有找到它想要的，他可能需要回退并且将已读数据和其他的数据进行匹配。

OutputStream

OutputStream 许多特性与InputStream 相同，这里我们以FileInputStream 为例。

FileOutputStream

将若干字节写入文件流

public void writeFile() throws IOException {
    OutputStream output = new FileOutputStream("out/readme.txt");
    output.write(72); // H
    output.write(101); // e
    output.write(108); // l
    output.write(108); // l
    output.write(111); // o
    output.close();
}

每次写入一个字节非常麻烦，更常见的方法是一次写入若干字节。可以使用void write(byte[])来实现：

public void writeFile() throws IOException {
    OutputStream output = new FileOutputStream("out/readme.txt");
    output.write("Hello".getBytes("UTF-8")); // Hello
    output.close();
}

上述代码没有考虑发生异常情况下如何正确地关闭资源。所以我们可以通过try（resource）来保证OutputStream在无论是否发生IO错误的时候都能够正确地关闭

public void writeFile() throws IOException {
    try (OutputStream output = new FileOutputStream("out/readme.txt")) {
        output.write("Hello".getBytes("UTF-8")); // Hello
    } // 编译器在此自动为我们写入finally并调用close()
}

阻塞

和InputStream一样，OutputStream的write()方法也是阻塞的。

装饰者模式

Java I/O 使用了装饰者模式来实现。以InputStream为例，

InputStream是抽象组件；
FileInputStream 是InputStream的子类，属于具体组件，提供了字节流的输入操作；
FilterInputStream 属于抽象装饰者，装饰者用于装饰组件，为组件提供额外的功能。例如，BufferedInputStream为FIleInputStream提供缓存的功能。

实例化一个具有缓存功能的字节流对象时，只需要在FileInputStream 对象上再套一层BufferedInputStream 对象即可

FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(filePath);
BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream(fileInputStream);