Java I/O全文摘要(六)过滤流，过滤流

1.过滤流

"Filter streams are used for encryption, compression, translation, buffering, and much more."

过滤流用于加密，压缩，翻译，缓冲和其他功能。

过滤器从预先存在的流中读取数据，然后在传递到客户端程序之前，有机会改变他的数据。

可将多个流连成一条链对底层的流使用。

过滤流不仅仅移除掉你不想要的，还能增加你想要的。

2. 过滤流类

两个超级类:java.io.FilterInputStream和java.io.FilterOutputStream

public class FilterInputStream extends InputStream
public class FilterOutputStream extends OutputStream

它们都只有一个protected类型的结构体

protected FilterInputStream(InputStream in)
protected FilterOutputStream(OutputStream out)

由于结构体是保护的，所以需要采用子类实现部分功能，并提供public的结构体

它们使用一个超级类作为成员变量，然后对这个成员变量进行修饰

protected InputStream in
protected OutputStream out

其实除了构造方法，常用的是下面这些：

对于FilterInputStream：

public int  read( ) throws IOException
public int  read(byte[] data) throws IOException
public int  read(byte[] data, int offset, int length) throws IOException
public long skip(long n) throws IOException
public int  available( ) throws IOException
public void close( ) throws IOException
public void mark(int readlimit)
public void reset( ) throws IOException
public boolean markSupported( )

对于FilterOutputStream：

public void write(int b) throws IOException
public void write(byte[] data) throws IOException
public void write(byte[] data, int offset, int length) throws IOException
public void flush( ) throws IOException
public void close( ) throws IOException

所以，默认的行为只是转发相应的操作，例如：

public long skip(long n) throws IOException {
  in.skip(n);
}

以及

public void close( ) throws IOException {
  out.close( );
}

由于没有无参构造函数，所以在子类中你必须显示的调用父类的构造函数。

3. 过滤流类的子类

java.io包中包含了很多有用的过滤流子类

BufferedInputStream and BufferedOutputStream为原有的输入输出提供了缓冲字节数组，这样，再使用这个流就不必要从native方式去读取数据了。

这在很多时候能提高性能，并且运行输入流重读操作。

java.io.PrintStream允许非常简单的打印原始类型，对象和字符串字母。

使用平台默认的编码集来转化字符到字节。

System.out and System.err是最出名的java.io.PrintStream

你也可以自己实例化它。例如结合使用PrintStream to aFileOutputStream

PushbackInputStream拥有一个字节的回退缓冲，这样程序可以实现"unread"最后一个字符。

下一次读取时，这个字符将被重新读取。

ProgressMonitorInputStream将告知用户读了多少，还有多少可读。

DataInputStream and DataOutputStream将用平台独立的方式读写Java原始类型和String

(Big-endian for integer types, IEEE-754 forfloats anddoubles, a variant of UTF-8 for strings.)

ObjectInputStream andObjectOutputStream继承自DataInputStream and DataOutputStream，但它却可以像读取原始类型一样读取整个Java对象。

java.util.zip包中也包含了一些过滤流。用于压缩和解压。由于压缩和解压容易使得文件损坏，所以提供了一些校验和。

java.util.security包中包含了DigestInputStream andDigestOutputStream

JCE也提供了两个加密过滤流：CipherInputStream andCipherOutputStream

4.Buffered Streams

buffer流会读取超过所需的内容，而在需要时，可以直接从buffer中取出内容而无需再从实质的流中读取。

两个InputStream，两个OutputStream的构造方法

public BufferedInputStream(InputStream in)
public BufferedInputStream(InputStream in, int size)
public BufferedOutputStream(OutputStream out)
public BufferedOutputStream(OutputStream out, int size)

第一个参数指定了实际的流（当然，它也可能被装饰），第二个参数则是指定缓冲的大小。

没有指定则是2048，最佳实践通常取决于块的大小，小于512或者大于8192通常都不大合适。

理想情况是块的小整数倍。

当然，你可能在不可靠的网络流上使用较小的缓冲。

URL u = new URL("http://java.sun.com");
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(u.openStream( ), 256);

这种情况下，使用了256长度的缓冲尺寸。

5. 一个缓冲流的例子

import java.io.*;
public class BufferedStreamCopier {
  public static void main(String[] args) {
    try {
      copy(System.in, System.out);
    }
    catch (IOException ex) {
      System.err.println(ex);
    }
  }

  public static void copy(InputStream in, OutputStream out)
   throws IOException {
    BufferedInputStream 
 bin = new BufferedInputStream(in);
    BufferedOutputStream bout = new BufferedOutputStream(out);
    while (true) {
      int datum = bin.read( );
      if (datum == -1) break;
      bout.write(datum);
    }
    bout.flush( );
  }
}

copy方法1字节1字节的拷贝，通常是没有效率的，但是如果使用了缓冲流，那么拷贝工作是在内存中进行的，就会变得有效率的多了。

有意的调用了flush方法，这是因为只有在缓冲流flush或者到达缓冲满时，才会使得实质的流到达数据的终点。

因此，调用flush()是十分有必要的。

6. 缓冲输入流(BufferedInputStream)的细节

BufferedInputStream继承自InputStream,它仅仅覆盖了父类的方法，没有提供任何新的方法。

 标记(Marking)和重置 (resetting)是支持的。

在Java版本1.2及之后，两个多byte读取都是采用逐字方式读取的。

buffer和状态信息都保存在受保护的域中。

protected byte[] buf
protected int    count
protected int    pos
protected int    markpos
protected int    marklimit

其中：buf是保存缓冲的byte数组，count是buffer中的byte数量，read()返回的index是pos，标记叫做markpos,领先于mark位置的长度使得mark无效叫做marklimit。

7 缓冲输出流(BufferedOunputStream)的细节

与BufferedInputStream很相似，它也有buf数组和pos表示位置

protected byte buf[]
protected int  pos

8 PushbackInputStream

java.io.PushbackInputStream提供了pushback缓冲，使用字节可以处于"未读取"状态。

换言之，可以添加byte到流里面，然后读取它。

PushbackInputStream允许程序在读取时往流里添加数据。

下次从这个流中读取数据，这些未被读取的数据将被读取。

默认情况下，这个流的buffer只有1字节长。

你可以通过构造方法来修改它.

public PushbackInputStream(InputStream in)
public PushbackInputStream(InputStream in, int size)

Unread data 将被放入栈中。

也就是如果你添加0,1,2 最终读出来会是2,1,0

样例代码如下：

PushbackInputStream in = new PushbackInputStream(System.in, 5);
in.unread(0);
in.unread(1);
in.unread(2);
System.out.println(in.read( ));
System.out.println(in.read( ));
System.out.println(in.read( ));

使用场景：

考虑Java语句 int count=7;. 编译器并不知道t是变量名的最后一个字母，直到读到等于号"="。

这时，可以unread =号

另一个是添加一些东西，如Unix和Mac的换行分割的问题。