02.InputStream

​InputStream​是Java标准库提供的最基本的输入流，它是一个抽象类，是所有输入流的超类。

类的定义如下

public abstract class InputStream implements Closeable

read方法介绍

​InputStream​最重要的方法就是int read()​，签名如下：

public abstract int read() throws IOException;

这个方法会读取输入流的下一个字节，并返回字节表示的int​值（0~255）。如果已读到末尾，返回-1​表示不能继续读取了。

在计算机中，类似文件、网络端口这些资源，都是由操作系统统一管理的。应用程序在运行的过程中，如果打开了一个文件进行读写，完成后要及时地关闭，以便让操作系统把资源释放掉，否则，应用程序占用的资源会越来越多，不但白白占用内存，还会影响其他应用程序的运行。

​InputStream​和OutputStream​都是通过close()​方法来关闭流。关闭流就会释放对应的底层资源。

为了避免程序异常导致没有关闭流，我们可以用try ... finally​。

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read方法实践

我们来实践下，逐个读取一个文件的字节，这里我们用FileInputStream​，它是InputStream​的一个子类，用于从文件流中读取数据。

首先创建一个readme.txt文件，里面写上内容AAA​

然后编写代码读取并打印：

import java.io.FileInputStream;
import java.io.InputStream;

public class IODemo5FileInputStream {
  public static void main(String[] args) {
    InputStream input = null;
    int n;
    try {
      input = new FileInputStream("readme.txt");
      while (-1 != (n = input.read())) {
        System.out.println(n);
      }
    } finally {
      if(null != input)
        input.close();
    }
  }
}

输出结果：65 65 65 （就是A的ASCII码）

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try(resource)​​

用try ... finally​看起来代码有点复复杂，Java7引入了try(resource)​的语法，只需要编写try​语句，让编译器自动为我们关闭资源：

import java.io.FileInputStream;
import java.io.InputStream;
import java.io.IOException;

public class IODemo5FileInputStream2 {
  public static void main(String[] args) throws IOException {
    try (InputStream input = new FileInputStream("readme.txt")) {
      int n;
      while( -1 != (n = input.read())){
        System.out.println(n);
      }
    }
  }
}

实际上，编译器并不会特别地为InputStream​加上自动关闭。编译器只看try(resource = ...)​中的对象是否实现了java.lang.AutoCloseable​接口，如果实现了，就自动加上finally​语句并调用close()​方法。

虽然InputStream​和OutputStream​实现的是Closeable​接口，但该接口是继承了AutoCloseable​的，因此，都可以用在try(resource)​中。

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缓冲

很多流提供了一次性读取多个字节到缓冲区的功能，这样效率高。InputStream​提供了两个重载方法来支持读取多个字节。我们需要先定义一个byte[]​数组作为缓冲区：

• int read(byte[] b)​：读取若干字节并填充到byte[]​数组，返回读取的字节数
• int read(byte[] b, int off, int len)​：指定byte[]​数组的偏移量和最大填充数

​read()​方法会尽可能多地读取字节到缓冲区， 但不会超过缓冲区的大小。read()​方法的返回值不再是字节的int​值，而是返回实际读取了多少个字节。如果返回-1​，表示没有更多的数据了。

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    try (InputStream input = new FileInputStream("readme.txt")) {    
      byte[] buffer = new byte[100];
      int n = input.read(buffer);
      System.out.println(n);  //3
    }

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阻塞

之前我们说过InputStream​是同步IO，因此在调用其相关方法的时候，我们说这些方法是阻塞（Blocking）的。

对于下面的代码：

int n;
n = input.read(); // 必须等待read()方法返回才能执行下一行代码
int m = n;

执行到第二行代码时，必须等read()​方法返回后才能继续。因为读取IO流相比执行普通代码，速度会慢很多，因此，无法确定read()​方法调用到底要花费多长时间。

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ByteArrayInputStream​

除了用FileInputStream​类来获取数据流，我们还可以用ByteArrayInputStream​来在内存中模拟一个InputStream​：

    byte[] data = {114,5,14};
    try (InputStream input = new ByteArrayInputStream(data)) {    
      int n;
      while ((n = input.read()) != -1) {
          System.out.println(n);  //114,5,14
      }
    }

除了测试用，一般实际应用不多。

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小结

知识点：

• Java标准库的java.io.InputStream​定义了所有输入流的超类
• FileInputStream​实现了文件流输入
• ByteArrayInputStream​在内存中模拟一个字节流输入
• 总是使用try(resource)​来保证InputStream​正确关闭
• 声明输入流应该使用InputStream​，而不是具体的类型（例如FileInputStream​），从而使得代码可以处理InputStream​的任意实现类