Java I/O总结——InputStream

By: 海市蜃楼 | In: Android开发

22十一2009

在前面介绍了Decorator（装饰）模式，让我自己想起了刚开始工作时那段“痛并快乐”的学习时光。在学习Android网络方面，也发现网络方面的很多内容都与Java I/O有关，因此暂时先停下Android网络方面的学习，把Java I/O完整的学习下。我们将按照基类的顺序：InputStream、OutPutStream、Reader、Writer来分别对Java I/O加以总结。

在这里强调以下2点：

• 如果你对设计模式中的Decorator（装饰）不是很了解，请仔细阅读：从new BufferedReader(new InputStreamReader(conn.getInputStream()))想到的，在这篇博客中，我们详细介绍了Decortor（装饰）模式。在了解了Decorator（装饰）后，我们对学习Java I/O的学习会容易很多，因为Java I/O的核心就是采用了Decorator（装饰）模式。
• Java I/O系列的博客是我在学习Java I/O的基础上，对Java I/O的总结，关于Java I/O方面的基础知识，我们在这里不详细说明。如果你对Java  I/O完全不了解，请先找些关于Java I/O方面的资料简要阅读下。在简要学习的基础上，我们将Java I/O方面的资料整理，帮助大家对Java I/O的知识更加清晰些。

Java I/O相关的包，如下表格所示：

在这里，我们主要介绍java.io包。

流的分类，如下图所示：

过滤流就是采用了Decorator（装饰）模式，后面我们会为大家详细说明。

Java I/O的设计原则（Decorator（装饰）模式）

java.io.InputStream类总结

首先学习基类java.io.InputStream（读取一系列字节的对象），以及在它基础上派生出来的子类，类结构图如下图所示（单击查看大图片）：

InputStream是一个抽象类，是所有数据形式为字节的输入流的父类，为基于字节的数据输入定义了基本操作方法。实际上，InputStream的子类大部分都没有增加任何其他的接口函数（在上面的类结构图中就可以发现），因此在看InputStream子类的时候，我们主要学习其构造函数。

Java I/O中是如何采用Decorator（装饰）模式的呢？下面为大家详细说明，看到FilterInputStream类(也就前面说的过滤流，后面你会发现更多的过滤流)，你是否发现了？对，就是FilterInputStream类，她就相当于Decorator（装饰）模式中的Decorator类，而且的BufferedInputStream、DataInputStream、PushbackInputStream则相当于是ConcreateDecorator，如下图所示：

那么Java I/O中到底是如何使用的了？Decorator（装饰）模式的主要意图是：动态地给一个对象添加一些额外的职责，这句话很抽象，我们结合Java I/O举个具体的例子：比如说我们读取文件，首先打开文件获取到File，然后我们再创建一个FileInputStream，然后读取文件。读取文件是一个很费时的操作，尤其是需要多次的读写文件。

自己的一点经历与大家分享：在一次C++编程的时候，需要打开文件然后每次读取一小段数据，后来发现整个程序的效率比较低，通过测试代码发现，对数据的读取方面占用太多的时间。尽管C++对文件的读取中实现了缓冲机制，但是好像这个缓冲区域比较小，然后通过_setbuf()函数增大缓冲区，发现程序的数度居然提升了很多。

那么在Java中采用面向对象的思想：BufferedInputStream实现了对数据读取的缓冲机制，通过FileInputStream来读取数据，BufferedInputStream将已经读取的数据存储到缓冲区，BufferedInputStream相当于对FileInputStream进行了“装饰”。

File file = new File(“c:\\moandroid.txt”,true);
InputStream is = new BufferedInputStream(new FileInputStream(file));
long length = file.length();
if(length>Integer.MAX_VALUE)
{
System.out.println(“source file is too large”);
return ;
}
byte[] bytes = new byte[(int)length];
int offset = 0,numRead = 0;
while( offset<bytes.length && (numRead = is.read(bytes,offset,bytes.length-offset))>= 0)
offset += numRead;
if(offset<bytes.length)
throw new IOException(“Could not completely read file”+file.getName());
is.close();

DataInputStream类的功能则更加强大，其在InputStream类的基础上增加了很多读取函数的接口，举个例子如下：

InputStream is = null;
try
{
File file = new File(“c:\\moandroid.txt”,true);
is = new DataInputStream(new FileInputStream(file));
int intData = is.readInt();
boolean boolData = is.readBoolean();
}
catch(FileNotFoundException e)
{
e.printStackTree();
}
catch(IOException e)
{
e.printStackTree();
}
finally
{
if(is!=null)
{
try{is.close();}
catch(IOException e){}
}
}

这里补充说明：DataInputStream读取的顺序必须和实际数据存储的顺序一致，否则会出现IOException。

上面的代码可以使用如下图来表示，更加的直观：

大家再去仔细看下Decorator（装饰）模式中的例子：一个具有边框与滚动条的文本显示窗口，是不是很相似!

总结说明

整个java.io的核心都是采用了Decorator（装饰）模式，理解了Decorator（装饰）模式，对Java I/O的学习是不是更加简单了，这里我只是将自己的学习的笔记整理后与大家分享。java.io.InputStream类结构图，建议大家打印出来后，在以后使用时候在拿出来看下，就知道如何使用了。当然这张类图结构还不完整（缺少其他一些类），打印出来后自己补充说明，把这张类图逐步完善。