java io学习（十一） 缓冲输入流的认知、源码和示例2014-08-12BufferedInputStream（缓冲输入流）的认知、源码和示例本章内容包括3个部分：BufferedInputStream介绍，BufferedInputStream源码，以及BufferedInputStream使用示例。BufferedInputStream 介绍BufferedInputStream 是缓冲输入流。它继承于FilterInputStream。BufferedInputStream 的作用是为另一个输入流添加一些功能，例如，提供“缓冲功能”以及支持“mark（）标记”和“reset（）重置方法”。BufferedInputStream 本质上是通过一个内部缓冲区数组实现的。例如，在新建某输入流对应的BufferedInputStream后，当我们通过read（）读取输入流的数据时，BufferedInputStream会将该输入流的数据分批的填入到缓冲区中。每当缓冲区中的数据被读完之后，输入流会再次填充数据缓冲区；如此反复，直到我们读完输入流数据位置。BufferedInputStream 函数列表
BufferedInputStream（InputStream in）BufferedInputStream（InputStream in, int size） synchronized int available（）void close（）synchronized void mark（int readlimit）boolean markSupported（）synchronized int read（）synchronized int read（byte[] buffer, int offset, int byteCount）synchronized void reset（）synchronized long skip（long byteCount）
BufferedInputStream 源码分析（基于jdk1.7.40）
package java.io;import java.util.concurrent.atomic.AtomicReferenceFieldUpdater; public class BufferedInputStream extends FilterInputStream { // 默认的缓冲大小是8192字节// BufferedInputStream 会根据“缓冲区大小”来逐次的填充缓冲区；// 即，BufferedInputStream填充缓冲区，用户读取缓冲区，读完之后，BufferedInputStream会再次填充缓冲区。如此循环，直到读完数据...private static int defaultBufferSize = 8192; // 缓冲数组protected volatile byte buf[]; // 缓存数组的原子更新器。// 该成员变量与buf数组的volatile关键字共同组成了buf数组的原子更新功能实现，// 即，在多线程中操作BufferedInputStream对象时，buf和bufUpdater都具有原子性（不同的线程访问到的数据都是相同的）private static finalAtomicReferenceFieldUpdater<BufferedInputStream, byte[]> bufUpdater =AtomicReferenceFieldUpdater.newUpdater（BufferedInputStream.class,byte[].class, "buf"）; // 当前缓冲区的有效字节数。// 注意，这里是指缓冲区的有效字节数，而不是输入流中的有效字节数。protected int count; // 当前缓冲区的位置索引// 注意，这里是指缓冲区的位置索引，而不是输入流中的位置索引。protected int pos; // 当前缓冲区的标记位置// markpos和reset（）配合使用才有意义。操作步骤：// （01） 通过mark（） 函数，保存pos的值到markpos中。// （02） 通过reset（） 函数，会将pos的值重置为markpos。接着通过read（）读取数据时，就会从mark（）保存的位置开始读取。protected int markpos = -1; // marklimit是标记的最大值。// // 关于marklimit的原理，我们在后面的fill（）函数分析中会详细说明。这对理解BufferedInputStream相当重要。protected int marklimit; // 获取输入流private InputStream getInIfOpen（） throws IOException {InputStream input = in;if （input == null）throw new IOException（"Stream closed"）;return input;} // 获取缓冲private byte[] getBufIfOpen（） throws IOException {byte[] buffer = buf;if （buffer == null）throw new IOException（"Stream closed"）;return buffer;} // 构造函数：新建一个缓冲区大小为8192的BufferedInputStreampublic BufferedInputStream（InputStream in） {this（in, defaultBufferSize）;} // 构造函数：新建指定缓冲区大小的BufferedInputStreampublic BufferedInputStream（InputStream in, int size） {super（in）;if （size <= 0） {throw new IllegalArgumentException（"Buffer size <= 0"）;}buf = new byte[size];} // 从“输入流”中读取数据，并填充到缓冲区中。// 后面会对该函数进行详细说明！private void fill（） throws IOException {byte[] buffer = getBufIfOpen（）;if （markpos < 0）pos = 0;/* no mark: throw away the buffer */else if （pos >= buffer.length）/* no room left in buffer */if （markpos > 0） {/* can throw away early part of the buffer */int sz = pos - markpos;System.arraycopy（buffer, markpos, buffer, 0, sz）;pos = sz;markpos = 0;} else if （buffer.length >= marklimit） {markpos = -1; /* buffer got too big, invalidate mark */pos = 0;/* drop buffer contents */} else {/* grow buffer */int nsz = pos * 2;if （nsz > marklimit）nsz = marklimit;byte nbuf[] = new byte[nsz];System.arraycopy（buffer, 0, nbuf, 0, pos）;if （！bufUpdater.compareAndSet（this, buffer, nbuf）） {throw new IOException（"Stream closed"）;}buffer = nbuf;}count = pos;int n = getInIfOpen（）.read（buffer, pos, buffer.length - pos）;if （n > 0）count = n + pos;} // 读取下一个字节public synchronized int read（） throws IOException {// 若已经读完缓冲区中的数据，则调用fill（）从输入流读取下一部分数据来填充缓冲区if （pos >= count） {fill（）;if （pos >= count）return -1;}// 从缓冲区中读取指定的字节return getBufIfOpen（）[pos++] & 0xff;} // 将缓冲区中的数据写入到字节数组b中。off是字节数组b的起始位置，len是写入长度private int read1（byte[] b, int off, int len） throws IOException {int avail = count - pos;if （avail <= 0） {// 加速机制。// 如果读取的长度大于缓冲区的长度 并且没有markpos，// 则直接从原始输入流中进行读取，从而避免无谓的COPY（从原始输入流至缓冲区，读取缓冲区全部数据，清空缓冲区， //重新填入原始输入流数据）if （len >= getBufIfOpen（）.length && markpos < 0） {return getInIfOpen（）.read（b, off, len）;}// 若已经读完缓冲区中的数据，则调用fill（）从输入流读取下一部分数据来填充缓冲区fill（）;avail = count - pos;if （avail <= 0） return -1;}int cnt = （avail < len） ？ avail : len;System.arraycopy（getBufIfOpen（）, pos, b, off, cnt）;pos += cnt;return cnt;} // 将缓冲区中的数据写入到字节数组b中。off是字节数组b的起始位置，len是写入长度public synchronized int read（byte b[], int off, int len）throws IOException{getBufIfOpen（）; // Check for closed streamif （（off | len | （off + len） | （b.length - （off + len））） < 0） {throw new IndexOutOfBoundsException（）;} else if （len == 0） {return 0;} // 读取到指定长度的数据才返回int n = 0;for （;;） {int nread = read1（b, off + n, len - n）;if （nread <= 0）return （n == 0） ？ nread : n;n += nread;if （n >= len）return n;// if not closed but no bytes available, returnInputStream input = in;if （input ！= null && input.available（） <= 0）return n;}} // 忽略n个字节public synchronized long skip（long n） throws IOException {getBufIfOpen（）; // Check for closed streamif （n <= 0） {return 0;}long avail = count - pos; if （avail <= 0） {// If no mark position set then don"t keep in bufferif （markpos <0）return getInIfOpen（）.skip（n）; // Fill in buffer to save bytes for resetfill（）;avail = count - pos;if （avail <= 0）return 0;} long skipped = （avail < n） ？ avail : n;pos += skipped;return skipped;} // 下一个字节是否存可读public synchronized int available（） throws IOException {int n = count - pos;int avail = getInIfOpen（）.available（）;return n > （Integer.MAX_VALUE - avail）？ Integer.MAX_VALUE: n + avail;} // 标记“缓冲区”中当前位置。// readlimit是marklimit，关于marklimit的作用，参考后面的说明。public synchronized void mark（int readlimit） {marklimit = readlimit;markpos = pos;} // 将“缓冲区”中当前位置重置到mark（）所标记的位置public synchronized void reset（） throws IOException {getBufIfOpen（）; // Cause exception if closedif （markpos < 0）throw new IOException（"Resetting to invalid mark"）;pos = markpos;} public boolean markSupported（） {return true;} // 关闭输入流public void close（） throws IOException {byte[] buffer;while （ （buffer = buf） ！= null） {if （bufUpdater.compareAndSet（this, buffer, null）） {InputStream input = in;in = null;if （input ！= null）input.close（）;return;}// Else retry in case a new buf was CASed in fill（）}}} 
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