认知IO流之 — InputStream

这是 cxuan 的第 34 篇原创文章

InputStream 结构概述

InputStream 是一个抽象类，这个抽象类是代表所有字节流输入的父类，应用程序需要定义一个InputStream 的子类，该子类需要提供一个返回下一个输入字节的方法。

下面是 InputStream 的继承体系:

下面是针对 InputStream 的子类做的图表，从图表中可以对 InputStream 的子类有一个大致的了解

InputStream 特性

InputStream 中有一个常量 MAX_SKIP_BUFFER_SIZE，它用来确定最大能够跳过的字节缓冲，主要用于 skip() 方法

private static final int MAX_SKIP_BUFFER_SIZE = 2048;

read 方法

作为一个抽象类，InputStream 必须至少有一个抽象方法才可以，这个唯一的抽象方法就是 read()方法

public abstract int read() throws IOException;

read() 方法表示从输入流读取下一个字节的数据，byte字节的值作为 int 返回，其范围在0 - 255 之间。如果到达流的末尾而没有可用的字节的话，则返回 -1， 一般用 -1 来判断字节流是否到了末尾。此方法会被锁住直到有输入数据的时候，这种 IO 流也叫做 BIO阻塞IO，它的效率比较低。子类必须提供此方法的实现。

另外一个同名方法也是 read() 方法，不过这个方法不是抽象方法

public int read(byte b[]) throws IOException {
  return read(b, 0, b.length);
}

从输入流中读取一定数量的字节并把它们存储在缓冲数组中。实际读取的字节数以整数形式返回。如果参数 b 的长度是0 ，就不会读取字节并且返回 0；这个方法会尝试读取至少一个字节并存储在b数组中。第一个读取并存储的字节是 b[0]，下一个是 b[1]，以此类推。读取的字节最多等于 b数组的长度。

这个方法会调用 read(b, 0, b.length) 方法，来看一下此方法的定义

public int read(byte b[], int off, int len) throws IOException {
  if (b == null) {
    throw new NullPointerException();
  } else if (off < 0 || len < 0 || len > b.length - off) {
    throw new IndexOutOfBoundsException();
  } else if (len == 0) {
    return 0;
  }

  int c = read();
  if (c == -1) {
    return -1;
  }
  b[off] = (byte)c;

  int i = 1;
  try {
    for (; i < len ; i++) {
      c = read();
      if (c == -1) {
        break;
      }
      b[off + i] = (byte)c;
    }
  } catch (IOException ee) {
  }
  return i;
}

如果没有可读取的数组，直接抛出空指针异常，如果起始读取位置小于0，或者读取长度小于0，或者需要读取的长度要比实际的长度大，抛出数组越界异常，若读取的长度为0，那么就不会读取任何字节。上面代码调用的 read() 无参数的方法交给子类去实现，如果子类读取到了 -1 ，那么就直接返回 -1。

skip 方法

public long skip(long n) throws IOException {

  long remaining = n;
  int nr;

  if (n <= 0) {
    return 0;
  }

  int size = (int)Math.min(MAX_SKIP_BUFFER_SIZE, remaining);
  byte[] skipBuffer = new byte[size];
  while (remaining > 0) {
    nr = read(skipBuffer, 0, (int)Math.min(size, remaining));
    if (nr < 0) {
      break;
    }
    remaining -= nr;
  }

  return n - remaining;
}

跳过并丢弃此输入流中的字节数据。由于各种原因，skip 方法最终可能会跳过一些较小的字节数，可能是0。这可能是由许多条件中的任何一个引起的；只有一种可能性就是在跳过 n 个字节之前到达末尾。此方法会返回跳过的实际字节数。如果 n 是负数，skip 方法总是返回 0，并且不跳过任何字节。

available 方法

public int available() throws IOException {
  return 0;
}

返回下一个方法调用能不受阻塞地从此读取（或者跳过）的估计字节数。注意，InputStream 的某些实现将返回流中的总字节数，但是许多实现则不会。

如果输入流通过调用 close() 方法关闭后，此方法的子类实现还会抛出 IOException。InputStream 类的 available 方法总是返回 0 。

close 方法

public void close() throws IOException {}

关闭这个输入流并且释放流分配的系统资源。InputStream 的 close 方法不做任何操作。

mark 方法

public synchronized void mark(int readlimit) {}

用于标记输入流当前的位置。随后对 reset 方法的调用会在最后标记的位置处重新定位此流的位置以便后续重新读取相同的字节。

readlimit 参数会告诉输入流允许在标记位置失效之前读取多个字节。

mark 方法的一般约定是，如果方法 markSupported 返回 true，那么在调用mark方法后，流会以某种方式记录所有读取的字节。当调用reset方法后，能够再次提供同样的字节。但是，在调用reset之前，流不会记录readlimit以外的字节。在已经关闭的流上调用mark方法对流没有影响

InputStream 的 mark 方法不会做任何事情。

reset 方法

public synchronized void reset() throws IOException {
  throw new IOException("mark/reset not supported");
}

将此流重新定位到上次在此输入流上调用 mark 方法的位置。

reset 的一般规定是如果 markSupported 方法返回 true，则

自从流被创建后如果没有调用 mark 方法，或者 mark方法从最后一次调用后从流中读取的字节数量要大于最后一次调用时 mark 的参数的话，可能抛出 IOException。

如果没有抛出 IOException 的话，这时流会重置为一种状态，这时从最近一次调用 mark 以来所读取的所有字节将被提供给 read 方法的后续调用者。

如果 markSupported 返回 false，则这个 reset 调用可能抛出 IOException，如果没有抛出 IOException 的话，则将流重置为固定状态，该状态取决于输入流的特定类型及其创建方式。

markSupported 方法

public boolean markSupported() {
  return false;
}

markSupported 方法就是一个判断是否支持 mark 和 reset 方法的标示。返回 true 表示支持，默认是 false。