Java IO学习笔记五

管道流

• 管道流的主要作用是可以进行两个线程间的通讯，分为管道输出流(PipedOutputStream)、管道输入流（PipedInputStream），如果想要进行管道输出，则必须要把输出流连在输入流之上，在PipedOutputStream类上有如下的一个方法用于连接管道：
  
  public void connect(PipedInputStream snk)throws IOException

• 通常是创建两个单独的线程来实现通信，如果是单个线程的话容易出现线程堵塞，因为输出流最多只能向缓冲区写入1024个字节的数据，如果超出就会出现线程堵塞，因此必须创建多个线程实现缓冲区的释放和存储

PipedOutputStream

• 管道输出流是管道的发送端，可以将管道输出流连接到管道输入流来创建一个通信管道，通常，数据由某个线程写入 PipedOutputStream 对象，并由其他线程从连接的 PipedInputStream 读取。不建议对这两个对象尝试使用单个线程，因为这样可能会造成该线程死锁。如果某个线程正从连接的管道输入流中读取数据字节，但该线程不再处于活动状态，则该管道被视为处于 毁坏 状态。

构造函数

• PipedOutputStream() 创建尚未连接到管道输入流的管道输出流。
• PipedOutputStream(PipedInputStream snk) 创建连接到指定管道输入流的管道输出流。

常用函数

• close() 关闭
• void connect(PipedInputStream snk) 将此管道输出流连接到接收者。
• void flush() 刷新此输出流并强制写出所有缓冲的输出字节。
• void write(byte[] b, int off, int len) 将 len 字节从初始偏移量为 off 的指定 byte 数组写入该管道输出流。
• void write(int b) 将指定 byte 写入传送的输出流。

PipedInputStream

• 管道输入流应该连接到管道输出流；管道输入流提供要写入管道输出流的所有数据字节。通常，数据由某个线程从 PipedInputStream 对象读取，并由其他线程将其写入到相应的 PipedOutputStream。不建议对这两个对象尝试使用单个线程，因为这样可能死锁线程。管道输入流包含一个缓冲区，可在缓冲区限定的范围内将读操作和写操作分离开。 如果向连接管道输出流提供数据字节的线程不再存在，则认为该管道已损坏。

构造函数

• PipedInputStream() 创建尚未连接的 PipedInputStream。
• PipedInputStream(PipedOutputStream src) 创建 PipedInputStream，使其连接到管道输出流 src。

常用函数

• int available() 返回可以不受阻塞地从此输入流中读取的字节数。
• void close() 关闭此管道输入流并释放与该流相关的所有系统资源。
• void connect(PipedOutputStream src) 使此管道输入流连接到管道输出流 src。
• int read() 读取此管道输入流中的下一个数据字节。
• int read(byte[] b, int off, int len) 将最多 len 个数据字节从此管道输入流读入 byte 数组。
• protected void receive(int b) 接收数据字节。

实例

package IO;

import java.io.IOException;
import java.io.PipedInputStream;
import java.io.PipedOutputStream;

/**
 * Created by chenjiabing on 17-5-25.
 */

/**
 * 注意的问题：
 * 1.写线程正在往缓冲区写数据的时候，但是此时的读线程的管道结束，那么此时的写线程的管道就会发生IOException异常
 * 2.读线程正在从缓冲区读数据的时候，但是此时的写线程的管道已经结束了，此时就会引起读线程的管道发生IOException异常
 * 3.必须是启用多线程才能实现管道之间的读写，否则会出现堵塞现象，因为这里的PipeOutputStream每次向缓冲区写入的字节数最大是1024，如果不及时的减少缓冲区的数据量就会出现堵塞
 */

public class demo7 {
    public static PipedOutputStream outputStream = new PipedOutputStream();
    public static PipedInputStream inputStream = new PipedInputStream();

    /**
     * 创建一个写入数据进程，使用的是PipeOutStream，将数据写入管道中
     */
    public static void send() {
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                byte[] bytes = new byte[2000];     //创建一个2000字节的数组
                while (true) {
                    try {
                        outputStream.write(bytes, 0, 2000);  //写入管道，但是这里的缓冲区最多写入1024个字节的数据，因此这个是一次没有写完
                        System.out.println("写入成功");
                    } catch (IOException e) {
                        System.out.println("写入失败");
                        System.exit(1);
                    }
                }
            }
        }).start();
    }

    /**
     * 使用PipeInputStream创建一个读取的线程
     */

    public static void receive() {
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                byte[] bytes = new byte[100];  //一次性只读取100个字节
                int len = 0;
                try {
                    len = inputStream.read(bytes, 0, 100);  //读取
                    while (len != -1) {
                        System.out.println("已经读取了" + len + "个字节");
                        len = inputStream.read(bytes, 0, 100);
                    }

                } catch (IOException e) {
                    System.out.println("读取失败");
                    System.exit(1);
                }

            }
        }).start();

    }

    public static void main(String args[]) {
        try {
            inputStream.connect(outputStream);  //连接
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("连接失败");
            System.exit(1);
        }
        send();
        receive();

    }

}

注意:从上面的运行结果可以看出，缓冲区最多可以写入1024个字节的数据，所以在缓冲区满了之后上面的send进程就会堵塞等待缓冲区空闲，如果recieve进程不继续读取数据了，那么就会一直出现堵塞

问题

• 写线程正在往缓冲区写数据的时候，但是此时的读线程的结束读取，那么此时的写线程的管道就会发生IOException异常，可以将上面receive进程中的while(true)去掉就可以清楚的看出
• 读线程正在从缓冲区读数据的时候，但是此时的写线程的管道已经结束了，此时就会引起读线程的管道发生IOException异常,将上面的send进程中的while(true)去掉就可以实现这个问题
• 必须是启用多线程才能实现管道之间的读写，否则会出现堵塞现象，因为这里的PipeOutputStream每次向缓冲区写入的字节数最大是1024，如果不及时的减少缓冲区的数据量就会出现堵塞

解决方法

• 后续更新中..........

参考文章

• http://www.cnblogs.com/lich/archive/2011/12/11/2283928.html
• http://ifeve.com/java-io-%E7%AE%A1%E9%81%93/
• http://www.cnblogs.com/chinareny2k/archive/2010/03/24/1693878.html