Java InputStream 类

InputStream 是 Java I/O 系统中用于读取字节数据的抽象基类，位于 java.io 包中。

InputStream 是所有字节输入流的父类，为读取字节数据提供了基本框架。

InputStream 是一个抽象类，这意味着你不能直接实例化它，但可以通过它的子类（如 FileInputStream、ByteArrayInputStream 等）来创建具体的输入流对象。

核心方法解析

读取单个字节

public abstract int read() throws IOException

这是 InputStream 中最基本的方法，用于从输入流中读取下一个字节的数据。返回值为 0 到 255 之间的 int 值，如果到达流的末尾则返回 -1。

示例代码

实例

InputStream input = new FileInputStream("example.txt");
int data = input.read();
while(data != -1) {
    System.out.print((char)data);
    data = input.read();
}
input.close();

读取字节数组

实例

public int read(byte[] b) throws IOException

这个方法尝试读取最多 b.length 个字节的数据到字节数组中，返回实际读取的字节数，如果到达流的末尾则返回 -1。

示例代码

实例

InputStream input = new FileInputStream("example.txt");
byte[] buffer = new byte[1024];
int bytesRead;
while((bytesRead = input.read(buffer)) != -1) {
    System.out.println("Read " + bytesRead + " bytes");
}
input.close();

读取指定长度的字节

实例

public int read(byte[] b, int off, int len) throws IOException

这个方法允许你指定从哪个位置开始存储读取的数据(off)，以及最多读取多少字节(len)。

示例代码

实例

InputStream input = new FileInputStream("example.txt");
byte[] buffer = new byte[1024];
int bytesRead = input.read(buffer, 10, 500); // 从buffer[10]开始存储，最多读500字节
input.close();

跳过字节

实例

public long skip(long n) throws IOException

跳过并丢弃输入流中的 n 个字节数据，返回实际跳过的字节数。

检查可用字节

实例

public int available() throws IOException

返回可以从此输入流中读取（或跳过）的估计字节数，而不阻塞。

2.6 关闭流

实例

public void close() throws IOException

关闭输入流并释放与之关联的所有系统资源。这是一个非常重要的方法，应该在完成流操作后调用。

常用子类介绍

  • FileInputStream: 用于从文件中读取数据。
  • ByteArrayInputStream: 允许内存中的字节数组作为输入流。
  • FilterInputStream: 为其他输入流提供额外功能的装饰器类。
  • ObjectInputStream: 用于反序列化之前使用 ObjectOutputStream 序列化的对象。
  • PipedInputStream: 与 PipedOutputStream 配合使用，实现线程间的管道通信。

最佳实践

使用 try-with-resources

Java 7 引入了 try-with-resources 语句，可以自动关闭实现了 AutoCloseable 接口的资源。

实例

try (InputStream input = new FileInputStream("example.txt")) {
    int data;
    while ((data = input.read()) != -1) {
        System.out.print((char)data);
    }
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

缓冲读取提高性能

对于大文件或频繁的读取操作，建议使用 BufferedInputStream 包装以提高性能。

实例

try (InputStream input = new BufferedInputStream(new FileInputStream("largefile.dat"))) {
    // 读取操作
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

正确处理异常

IO 操作可能会抛出 IOException，应该妥善处理这些异常。

5. 常见问题解答

为什么 read() 方法返回 int 而不是 byte？

因为需要有一个特殊值(-1)来表示流的结束，而 byte 类型无法表示-1。

如何将 InputStream 转换为 String？

实例

public static String convertToString(InputStream input) throws IOException {
    try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(input))) {
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        String line;
        while ((line = reader.readLine()) != null) {
            stringBuilder.append(line);
        }
        return stringBuilder.toString();
    }
}

如何复制 InputStream？

InputStream 通常只能读取一次，如果需要多次读取，可以将其内容复制到字节数组或 ByteArrayInputStream 中。

6. 总结

InputStream 类是 Java I/O 系统的核心组件之一，提供了读取字节数据的基本功能。理解 InputStream 及其子类对于处理各种输入源（如文件、网络连接、内存缓冲区等）至关重要。在实际应用中，应该注意资源管理、异常处理和性能优化等问题。