「深入理解Java输入流：InputStream」

本文主要是介绍「深入理解Java输入流：InputStream」，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

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环境说明：Windows 10 + IntelliJ IDEA 2021.3.2 + Jdk 1.8

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前言

  Java作为一门广泛应用于Web开发、移动开发、游戏开发等各种领域的编程语言，其输入输出流的处理也是非常重要的。而其中，输入流(InputStream)则是读取数据的重要方式之一。本文将深入探讨Java输入流的相关知识点，包括如何使用InputStream、InputStream的常用方法和注意事项等。

摘要

  本文主要介绍Java输入流(InputStream)的相关知识，包括InputStream的概述、方法和使用，还介绍了如何从InputStream中读取数据、如何处理异常等细节问题。其中，我们使用了一些常见的方法，如read()、read(byte[] b)、skip()等等。所有的代码都有相应的注释，帮助读者更好地理解每一行代码的含义。

InputStream

概述

  InputStream是Java I/O库中的一个基本类，它是所有输入流的父类。InputStream用于从输入源读取数据，如文件、网络流、字符串等等。通过InputStream类的子类，我们可以读取各种不同的数据类型(如字节、字符、字符串等)。InputStream在Java中的位置如下图所示：

应用场景

  InputStream是 Java 中用于读取数据流的抽象类，该类提供了一个基本的读取字节数组的方法，其他的面向具体应用场景的子类如FileInputStream和ByteArrayInputStream针对不同的数据源提供了更多的功能。

1. 读取文件：FileInputStream可以用于读取文件，可以读取任意类型的文件，如文本、图片、视频等。

2. 读取网络数据：URLConnection.getInputStream()返回的InputStream可以用于读取网络数据，如从一个HTTP连接获取响应。

3. 读取内存数据：ByteArrayInputStream可以用于读取内存中的数据，如将一个字符串转换为字节数组后再进行处理。

4. 解压缩数据：GZIPInputStream可以用于解压缩GZIP格式的数据。

优劣性

优点

1. 支持读取任意类型的数据，因为InputStream是一个抽象类，适用于各种不同的数据源，如文件、网络、内存等。

2. 读取数据时可以根据需要读取任意长度的字节，不一定要读取整个数据流。

3. InputStream提供了一些子类，如BufferedInputStream可以提高读取效率，DataInputStream可以读取Java中的基本数据类型。

缺点

1. 没有提供直接读取字符的方法，需要进行字符编码转换。

2. 读取数据时不能跳过指定长度的数据，只能读取指定长度的数据。

3. 对于大数据流，读取速度会比较慢。

常用方法

InputStream有些常用的方法，包括：

1. read()方法：从输入流中读取一个字节的数据。如果已到达流的末尾，返回-1，否则返回读取的字节数据。
2. read(byte[] b)方法：从输入流中读取最多b.length个字节的数据到字节数组中。如果已到达流的末尾，返回-1，否则返回读取的字节数。
3. skip(long n)方法：从输入流中跳过并丢弃n个字节的数据并返回实际跳过的字节数。
4. available()方法：返回可以从输入流中读取的字节数。
5. close()方法：关闭输入流，并释放与之相关的资源。

从InputStream中读取数据

使用InputStream读取数据的基本步骤如下：

package com.example.javase.io;import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;/*** @author bug菌* @version 1.0* @date 2023/10/13 14:48*/
public class InputStreamTest {public static void main(String[] args) throws IOException {//1. 创建InputStream对象InputStream inputStream = new FileInputStream("./template/hello.txt");//2. 读取数据并写入缓冲区byte[] buf = new byte[1024];int len = 0;while ((len = inputStream.read(buf)) > 0) {//3. 对读取到的数据进行处理//...}//4. 关闭输入流inputStream.close();}
}

上面代码的解释如下：

1. 第1行创建了一个InputStream对象，这里用的是FileInputStream，读取的是同目录下的文件hello.txt。
2. 第3行-第5行实现了从输入流中读取数据，并且将读取到的数据存储到缓冲区中。
3. 在第6行中读取到的数据可以进行相应的处理，如写入文件、打印到控制台等等。
4. 最后在第8行中关闭输入流，释放与之相关的资源。

InputStream的异常处理

  使用InputStream读取数据时，有可能会出现一些异常情况，这时候需要进行相应的异常处理。下面是一个典型的InputStream异常处理代码示例：

    public static void main(String[] args) throws IOException {//1. 创建InputStream对象InputStream inputStream = null;try{inputStream = new FileInputStream("./template/hello.txt");//2.读取数据}catch(FileNotFoundException e){e.printStackTrace();}catch(IOException e){e.printStackTrace();}finally{//3.关闭文件流try{inputStream.close();}catch(IOException e){e.printStackTrace();}}}

上面代码的解释如下：

1. 第3行中的代码是一个典型的try-catch块，使用try语句块包含可能抛出FileNotFoundException和IOException异常的代码。
2. 在第5行中通过finally块确保InputStream对象一定被关闭。如果在try块中打开InputStream成功，这个对象在finally块中被关闭。如果在try块中打开InputStream失败，finally块中有机会关闭默认为null的InputStream对象。
3. 在catch块中对于FileNotFoundException和IOException异常进行了捕获和处理，输出相应的异常信息。

  需要注意的是，每个在try块中打开的资源都需要在finally块中关闭。这是因为在finally块中的代码一定会被执行，无论try块中是否出现异常。

测试用例

  下面是一个基本测试用例，测试输入流从文件hello.txt中读取数据的功能：

代码示例

package com.example.javase.io;import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;/*** @author bug菌* @version 1.0* @date 2023/10/13 14:48*/
public class InputStreamTest {public static void main(String[] args) {InputStream inputStream = null;try {//1.创建InputStream对象inputStream = new FileInputStream("./template/hello.txt");//2.读取数据byte[] buf = new byte[1024];int len = 0;while ((len = inputStream.read(buf)) > 0) {String str = new String(buf, 0, len);System.out.println(str);}} catch (FileNotFoundException e) {e.printStackTrace();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {//3.关闭文件流try {inputStream.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}
}

代码解析

  以上代码是一个Java IO示例程序，用于演示如何使用InputStream读取文件内容。具体解析如下：

1. 创建InputStream对象

  通过使用FileInputStream类创建一个InputStream对象，该类用于从文件系统中打开一个文件进行读取。在此过程中可能会抛出FileNotFoundException异常，需要进行捕获和处理。

2. 读取数据

  使用read()方法从文件输入流中读取数据。在此过程中可能会抛出IOException异常，需要进行捕获和处理。read()方法会返回从输入流中读取的字节数，如果返回值为-1，表示已经读取到了文件的末尾。这里将读取到的字节数组转换成字符串输出到控制台。

3. 关闭流

  在读取数据完成之后，必须关闭文件流。关闭文件流有助于释放文件资源并避免内存泄漏。需要在finally块中使用close()方法关闭文件流，在关闭文件流的过程中可能会抛出IOException异常，需要进行捕获和处理。

测试执行结果

  当我们运行上面的测试用例时，可以看到从hello.txt中读取到的数据将会输出到控制台上。

测试用例执行截图演示：

注意事项

1. InputStream是一个抽象类，不能直接实例化。
2. 通过InputStream的子类对象来读取数据时，应该使用缓冲区数组来减少读取次数，提高效率。
3. 对于大文件的读取，为了避免发生OutOfMemory的情况，应当考虑使用分段读取的方式，而不是一次读入整个文件。

小结

  本文介绍了Java输入流InputStream的相关知识，包括InputStream的概述、常用方法、从InputStream中读取数据、异常处理以及注意事项等。同时，本文还提供了测试用例来帮助读者更好地理解和应用相关知识。希望读者们能够通过本文的学习，更好地掌握Java输入流的相关知识，并且能够在实际的项目中熟练应用。

总结

  InputStream是Java I/O库中的一个重要基本类，用于从输入源读取数据，并提供了一些常用的方法，如read()、read(byte[] b)、skip()等等。在使用它时，需要注意很多细节问题，如如何正确地关闭输入流和处理异常等。通过本文的学习，相信读者们对于Java输入流相关的知识和应用将会更加熟练。

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