Java开发笔记（九十一）IO流处理简单的数据压缩

前面介绍的文件I/O，不管是写入文本还是写入对象，文件中的数据基本是原来的模样，用记事本之类的文本编辑软件都能浏览个大概。这么存储数据，要说方便确实方便，只是不够经济划算，原因有二：其一，写入的数据可能存在大量重复的信息，但依原样写到文件的话，无疑保留了不少冗余数据，造成空间浪费；其二，写入的数据多以明文方式保存，容易产生信息泄露，安全性不高。为此Java提供了简单的压缩和解压工具，在将数据写入文件之前，先对数据进行压缩，再将压缩后的结果写到文件；同样读取压缩文件之时，先读出已压缩的数据，再将这些数据进行解压，解压后的结果即为最初的原始数据。
在IO流的家族体系中，压缩与解压操作需要GZIPOutputStream、GZIPInputStream、ByteArrayOutputStream、ByteArrayInputStream这四个工具类互相配合，分别简述如下：
GZIPOutputStream：压缩输出流。它吃进去的是原始数据的字节数组，拉出来的是字节数组输出流对象（压缩后的数据）。
ByteArrayOutputStream：字节数组输出流。它从压缩输出流获取压缩后的数据，并通过toByteArray方法输出字节数组信息。或者从压缩输入流获取解压后的数据，并通过toByteArray方法输出字节数组信息。
GZIPInputStream：压缩输入流。它吃进去的是字节数组输入流对象（压缩后的数据），拉出来的是解压后的字节数组（原始数据）。
ByteArrayInputStream：字节数组输入流。它输入压缩数据的字节数组，转成流对象后丢给压缩输入流。
上面的工具介绍描述看上去索然无味，确实要运用到实际案例中才比较好理解。接下来先来瞧瞧原始字符串是怎么变成压缩数据的，详细的压缩过程代码示例如下：

	// 从字符串获得压缩后的字节数组
	private static byte[] compress(String str) {
		if (str==null || str.length()<=0) {
			return null;
		}
		byte[] zip_bytes = null; // 声明压缩数据的字节数组
		// 先构建字节数组输出流，再据此构建压缩输出流
		try (ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
				GZIPOutputStream gos = new GZIPOutputStream(baos);) {
			gos.write(str.getBytes()); // 往压缩输出流写入字节数组
			gos.finish(); // 结束写入操作
			zip_bytes = baos.toByteArray(); // 从字节数组输出流中获取字节数组信息
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
		return zip_bytes;
	}

既已得到压缩后的字节数组，将其写入文件之中真是易如反掌，下面是往文件写入压缩数据的代码例子：

	// 往文件写入压缩后的数据
	private static void writeZipFile() {
		String str = "白日依山尽，黄河入海流。\n欲穷千里目，更上一层楼。";
		// 根据指定文件路径构建文件输出流对象
		try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream(mFileName)) {
			// 从字符串获得压缩后的字节数组
			byte[] zip_bytes = compress(str);
			fos.write(zip_bytes); // 把字节数组写入文件输出流
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}

再来看看如何从压缩文件中读到解压后的原始数据，把压缩后的数据还原为初始字符串要复杂一些，需要ByteArrayInputStream、GZIPInputStream、ByteArrayOutputStream三个工具互相配合，具体的解压过程代码如下所示：

	// 从压缩字节数组获得解压后的字符串
	private static String uncompress(byte[] bytes) {
		if (bytes==null || bytes.length<=0) {
			return null;
		}
		byte[] unzip_bytes = null; // 声明解压数据的字节数组
		// 分别构建字节数组输出流，以及字节数组输入流，并根据字节数组输入流构建压缩输入流
		try (ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
				ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(bytes);
				GZIPInputStream gis = new GZIPInputStream(bais);) {
			byte[] buffer = new byte[1024];
			while (true) {
				// 从压缩输入流中读取数据到字节数组，并返回读到的数据长度
				int length = gis.read(buffer);
				if (length < 0) { // 未读到数据，表示已经读完了
					break;
				}
				baos.write(buffer); // 往字节数组输出流写入字节数组
			}
			unzip_bytes = baos.toByteArray(); // 从字节数组输出流中获取字节数组信息
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
		return new String(unzip_bytes); // 把字节数组转换为字符串，并返回该字符串
	}

利用刚刚编写的uncompress解压方法，很容易从压缩文件中得到原始字符串，下面是从压缩文件读取解压数据的代码例子：

	// 从压缩文件中读取解压后的数据
	private static void readZipFile() {
		// 根据指定文件路径构建文件输入流对象
		try (FileInputStream fis = new FileInputStream(mFileName)) {
			// 分配长度为文件大小的字节数组。available方法返回当前未读取的大小
			byte[] bytes = new byte[fis.available()];
			fis.read(bytes); // 从文件输入流中读取字节数组
			// 从压缩字节数组获得解压后的字符串
			String content = uncompress(bytes);
			System.out.println("content="+content);
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}

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