C# 温故而知新:Stream篇(六)

BufferedStream

目录:

  • 简单介绍一下BufferedStream
  • 如何理解缓冲区?
  • BufferedStream的优势
  • 从BufferedStream 中学习装饰模式
  • 如何理解装饰模式
  • 再次理解下装饰模式在Stream中的作用
  • BufferedStream的构造
  • BufferedStream的属性
  • BufferedStream的方法
  • 简单示例:利用socket 读取网页并保存在本地
  • 本章总结

1 简单介绍一下BufferedStream

在前几章的讲述中,我们已经能够掌握流的基本特性和特点,一般进行对流的处理时系统肩负着IO所带来的开销,调用十分频繁,

这时候就应该想个办法去减少这种开销,而且必须在已有Stream进行扩展,有了以上2点需求,那么我们今天的主题,

BufferedStream闪亮登场了,BufferedStream能够实现流的缓存,换句话说也就是在内存中能够缓存一定的数据而不是

时时给系统带来负担,同时BufferedStream可以对缓存中的数据进行写入或是读取,所以对流的性能带来一定的提升,

但是无法同时进行读取或写入工作,如果不使用缓冲区也行,BufferedStream能够保证不用缓冲区时不会降低因缓冲区带来

的读取或写入性能的下降

2 如何理解缓冲区

缓冲区是内存中的一块连续区域,用来缓存或临时存储数据,也就是说流可以通过缓冲区逐步对数据进行读取或写入操作,

BufferedStream 中的缓存区可以由用户设定,其表现形式为byte数组,想象下没有缓存区将是很可怕的,假如我们的

非固态硬盘没有缓冲区,如果我们下载速度达到惊人的10m左右,那么下载一个2G或更大的文件时,磁头的读写是非常

的频繁,直接的结果是磁头寿命急剧减少,甚至将硬盘直接烧毁或者损坏

3 BufferedStream的优势

理解了缓冲区的重要性后,让我们在来谈下BufferedStream的优势,首先大家肯定觉的疑惑为什么MemoryStream 同样

也是在内存中对流进行操作,和BufferedStream有什么区别呢?BufferedStream并不是将所有内容都存放到内存中,

而MemoryStream则是。BufferedStream必须跟其他流如FileStream结合使用,而MemoryStream则不用,聪明的你

肯定能够想到,BufferedStream必然类似于一个流的包装类,对流进行”缓存功能的扩展包装”,所以BufferedStream的

优势不仅体现在其原有的缓存功能上,更体现在如何帮助原有类实现其功能的扩展层面上

4 从BufferedStream 中简单学习下装饰模式

如何理解装饰模式

我们在做项目时或者设计项目时常常会碰到这个问题 :我们该如何扩展已有的类功能或者如果扩展一系列派生类的

功能呢,可能你立刻会想到继承,的确不错,但是如果你仔细看下图并且展开一定的想象的话,你就会发现继承可能

导致子类的膨胀性增加,如下图所示

首先还是得注意以下原则:

1. 多用组合,少用继承。

利用继承设计子类的行为,是在编译时静态决定的,而且所有的子类都会继承到相同的行为。然而,如果能够利用组合的做法扩展对象的行为,就可以在运行时动态地进行扩展。

2. 类应设计的对扩展开放,对修改关闭。

那么我们该如何避免子类的扩张同时又实现Girl类原有类或派生类的新功能呢?

首先我们要达到2个目的:

1 能够为Girl的所有派生类都实现新功能(不修改派生类的结构)

2 利用对象组合的方式

为了满足为Girl 类所有派生类都能使用,那么我们就加上一个Girl的装饰类GirlWrapper:

public abstract class GirlWrapper : Girl
    {
        protected Girl girl;


        public GirlWrapper(Girl thisGril)
        {
            this.girl = thisGril;
        }
        public override void Decrorator()
        {
            girl.Decrorator();
        }
        public override string ToString()
        {
            return string.Format("{0}:{1}", this.girl.GirlName, this.girl.Nation);
        }
    }

该类继承了Girl类,从而保证了和其他派生类有共同的基本结构,

既然有了这个装饰类,那我们便可以删掉原来的Singing 接口,添加一个

SingingGirlWrapper类来实现对girl的包装类,

public class SingingGirlWrapper : GirlWrapper
    {
        public SingingGirlWrapper(Girl thisGril)
            : base(thisGril)
        {


        }
        public void Decorator() 
        {
            Console.WriteLine("SingingGirlWrapper decorateor:The girl named {0} who from {1} is {2} can singing nao", 
                this.GirlName, this.Nation, this.girl.GetType().Name);
            base.Decrorator();
        }


        public override string ToString()
        {
            return base.ToString();
        }
    }

大家不必拘泥于派生的包装类,你完全可以建立一个新的girl包装类来实现特定的功能,上述例子只是演示下派生的包装类 这样的话,我们便使用了组合的方式实现了既保留原有的接口(或者抽象类),又动态添加了新功能

在使用时我们可以将派生类的对象放入装饰类的构造中,这样的话,在执行包装类Decorator方法时,可以执行被包装对象的

Decorator方法和包装类的Decorator方法从而实现对Girl派生类的包装,这样的话就能实现灵活的组合扩展。

static void Main(string[] args)
        {            Queen queen = new Queen("Mary","Unite States");            SingingGirlWrapper sgw = new SingingGirlWrapper(queen);
            sgw.Decorator();
            Console.ReadLine();
        }

再次理解下装饰模式在Stream中的作用

通过以上的例子在回到BufferStream章节中,大家肯定一眼就看出了BufferStream其实就是上述例子中的wrapper类,

而Stream 类就是其共同的父类,为了给所有的流类提供缓冲功能所以BufferedStream便诞生了,这样的话,我们可以

不用修改其派生类结构,便能灵活组合将缓冲功能嵌入stream中

5 BufferedStream的构造

BufferedStream(Stream)

其实BufferedStream的构造主要功能还是设置缓冲区大小,如果没有指定则默认是用4096字节的进行初始化

BufferedStream(Stream, Int32)

第二个参数是手动指定缓冲区大小

第一次使用此构造函数初始化 BufferedStream 对象时分配共享读/写缓冲区。 如果所有的读和写都大于或等于缓冲区大小,则不使用共享缓冲区。

6 BufferedStream的属性

*1 CanRead 已重写。获取一个值,该值指示当前流是否支持读取。 如果流支持读取,则为 true;如果流已关闭或是通过只写访问方式打开的,则为 false。 如果从 Stream 派生的类不支持读取,则对 StreamReader、StringReader、TextReader 的 Read、ReadByte、BeginRead、EndRead 和 Peek 方法的调用将引发 NotSupportedException。 如果该流已关闭,此属性将返回 false。

*2 CanSeek 已重写。获取一个值,该值指示当前流是否支持查找。 如果流支持查找,则为 true;如果流已关闭或者如果流是由操作系统句柄(如管道或到控制台的输出)构造的,则为 false。 如果从 Stream 派生的类不支持查找,则对 Length、SetLength、Position 和 Seek 的调用将引发 NotSupportedException。 如果该流已关闭,此属性将返回 false。

*3 CanWrite 已重写。获取一个值,该值指示当前流是否支持写入。 如果流支持写入,则为 true;如果流已关闭或是通过只读访问方式打开的,则为 false。 如果从 Stream 派生的类不支持写入,

则调用 SetLength、Write 或 WriteByte 将引发 NotSupportedException。 如果该流已关闭,此属性将返回 false。

*4 Length 已重写。获取流长度,长度以字节为单位。

*5 Position 已重写。获取当前流内的位置。

get 访问器调用 Seek 获取基础流中的当前位置,然后根据缓冲区中的当前位置调整此值。

set 访问器将以前写入缓冲区的所有数据都复制到基础流中,然后调用 Seek。

支持搜索到超出流长度的任何位置。

7 BufferedStream的方法

BufferStream的方法基本上和Stream类一致,没有其独特的方法

关于以上方法的注意事项的大家也可参考我的第一篇

8 简单示例:利用socket 读取网页并保存在本地

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Server server = new Server("http://www.163.com/");
            server.FetchWebPageData();
        }
    }


    public class Server
    {
        //端口
        const int webPort = 80;
        //默认接收缓存大小
        byte[] receiveBufferBytes = new byte[4096];
        //需要获取网页的url
        private  string webPageURL;
        public Server(string webPageUrl)
        {
            webPageURL = webPageUrl;
        }


       /// <summary>
        ///  从该网页上获取数据
       /// </summary>
        public void FetchWebPageData() 
        {
            if (!string.IsNullOrEmpty(webPageURL))
            FetchWebPageData(webPageURL);
            Console.ReadLine();
        }


        /// <summary>
        /// 从该网页上获取数据
        /// </summary>
        /// <param name="webPageURL">网页url</param>
        private void FetchWebPageData(string webPageURL) 
        {
            //通过url获取主机信息
            IPHostEntry iphe = Dns.GetHostEntry(GetHostNameBystrUrl(webPageURL));
            Console.WriteLine("远程服务器名: {0}", iphe.HostName);
            //通过主机信息获取其IP
            IPAddress[] address = iphe.AddressList;
            IPEndPoint ipep = new IPEndPoint(address[0], 80);
            //实例化一个socket用于接收网页数据
            Socket socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
            //连接
            socket.Connect(ipep);
            if (socket.Connected)
            {
                //发送头文件,这样才能下载网页数据
                socket.Send( Encoding.ASCII.GetBytes( this.GetHeader(webPageURL)));
            }
            else { return; }
            //接收头一批数据
            var count = socket.Receive(receiveBufferBytes);
            //转化成string 
            var getString = Encoding.Default.GetString(receiveBufferBytes);
           //创建文件流
            FileStream fs = new FileStream(@"d:\\Test.html", FileMode.OpenOrCreate);
            //创建缓存流
            BufferedStream bs = new BufferedStream(fs);
            using (fs)
            {
                using (bs)
                {
                    byte[] finalContent = Encoding.Default.GetBytes(getString.ToCharArray());
                    //将头一批数据写入本地硬盘
                    bs.Write(finalContent, 0, finalContent.Length);
                    //循环通过socket接收数据
                    while (count > 0)
                    {
                        count = socket.Receive(receiveBufferBytes, receiveBufferBytes.Length, SocketFlags.None);
                        //直接将获取到的byte数据写入本地硬盘
                        bs.Write(receiveBufferBytes, 0, receiveBufferBytes.Length);
                        Console.WriteLine(Encoding.Default.GetString(receiveBufferBytes));
                    }
                    bs.Flush();
                    fs.Flush();
                    bs.Close();
                    fs.Close();
                }
            }
        }
        /// <summary>
        /// 得到header
        /// </summary>
        /// <param name="url">网页url</param>
        /// <returns>header字符串</returns>
        private string GetHeader(string webPageurl) 
        {
            return "GET " + GetRelativeUrlBystrUrl(webPageurl) + " HTTP/1.1\r\nHost: "
                + GetHostNameBystrUrl(webPageurl) + "\r\nConnection: Close\r\n\r\n";
        }


        /// <summary>
        /// 得到相对路径
        /// </summary>
        /// <param name="strUrl">网页url</param>
        /// <returns></returns>
        private string GetRelativeUrlBystrUrl(string strUrl)
        {
            int iIndex = strUrl.IndexOf(@"//");
            if (iIndex <= 0)
                return "/";
            string strTemp = strUrl.Substring(iIndex + 2);
            iIndex = strTemp.IndexOf(@"/");
            if (iIndex > 0)
                return strTemp.Substring(iIndex);
            else
                return "/";
        }
        /// <summary>
        /// 根据Url得到host
        /// </summary>
        /// <param name="strUrl">网页url</param>
        /// <returns></returns>
        private string GetHostNameBystrUrl(string strUrl)
        {
            int iIndex = strUrl.IndexOf(@"//");
            if (iIndex <= 0)
                return "";
            string strTemp = strUrl.Substring(iIndex + 2);
            iIndex = strTemp.IndexOf(@"/");
            if (iIndex > 0)
                return strTemp.Substring(0, iIndex);
            else
                return strTemp;
        }


    }

本章总结

本章主要讲述了BufferedStream的概念包括缓冲区等等,其中穿插了装饰器模式的简单介绍,希望大家能够BufferedStream有更深的理解

原文发布于微信公众号 - 我为Net狂(dotNetCrazy)

原文发表时间:2016-06-29

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

发表于

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

来自专栏瓜大三哥

文件地址映射之yaffs_GetTnode

yaffs文件系统在更新文件数据的时候,会分配一块新的chunk,也就是说,同样的文件偏移地址,在该地址上的数据更新前和更新后,其对应的flash上的存储地址是...

20660
来自专栏吴伟祥

手写tomcat监控工具---宕机重启 原

32730
来自专栏c#开发者

BizTalk Orchestration execute Flat file disassembler ReceivePipeline

需求是这样,在一个inbound XML中有个一点节点使用平文件的方式存放,还要解析比如固定长度或根据特殊字符截取字段 也就是需要在流程里面先把输入的XML的节...

373130
来自专栏林德熙的博客

C# 判断文件编码

我们的项目中会包含有很多文件,但是可能我们没有注意到的,我们的文件的编码不一定是utf-8,所以可能在别人电脑运行时出现乱码。最近在做一个项目,这个项目可以把我...

75120
来自专栏marsggbo

python多线程学习笔记(超详细)

python threading 多线程 一. Threading简介 首先看下面的没有用Threading的程序 import threading,time ...

23780
来自专栏Java帮帮-微信公众号-技术文章全总结

Java中的24种设计模式与7大原则

一、创建型模式 1、抽象工厂模式(Abstract factory pattern): 提供一个接口, 用于创建相关或依赖对象的家族, 而不需要指定具体类. 2...

37070
来自专栏木子昭的博客

Shell编程入门实例

图形化界面的Shell 幼儿园的小孩,可以面对图形化界面的电脑,手持鼠标,愉快的上网冲浪 字符型界面的Shell 计算机专业的新生面对的无界面的Linux,...

29360
来自专栏陈树义

简单笔记

1、类的表面类型和实际类型 实例对象有两个类型:表面类型(Apparent Type)和实际类型(ActualType),表面类型是声明时的类型,实际类型是对象...

26650
来自专栏CDA数据分析师

Python 异常处理完整指南

年前我写了一篇文章 Python classic, static, class and abstract methods,现在似乎到了更新的时候,今天我想来剖析...

424100
来自专栏码洞

基于Netty实现Redis协议的编码解码器

上面是Netty的服务器端基本消息处理结构,为了便于初学者理解,它和真实的结构有稍许出入。Netty是基于NIO的消息处理框架,用来高效处理网络IO。处理网络消...

29910

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券