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BufferedInputStream是一個帶有緩沖區域的InputStream,它的繼承體系如下：?

InputStream?
|__FilterInputStream?
??????? |__BufferedInputStream?

首先了解一下FilterInputStream：?
FilterInputStream通過裝飾器模式將InputStream封裝至內部的一個成員變量：?
Java代碼??

protected?volatile?InputStream?in;??

需要注意的是該成員變量使用了volatile關鍵字進行修飾，這意味著該成員變量的引用的內存可見性為多線程即時可見的。?
其它地方FilterInputStream將所有的操作委托給了in這個成員進行操作。?

了解了這些過后，來仔細看看BufferedInputStream的成員變量：?
Java代碼??

private?static?int?defaultBufferSize?=?8192?//該變量定義了默認的緩沖大小??

??

protected?volatile?byte?buf[];?//緩沖數組，注意該成員變量同樣使用了volatile關鍵字進行修飾，作用為在多線程環境中，當對該變量引用進行修改時保證了內存的可見性。??

??

private?static?final?AtomicReferenceFieldUpdater<BufferedInputStream,?byte[]>?bufUpdater?=?AtomicReferenceFieldUpdater.newUpdater(BufferedInputStream.class,??byte[].class,?"buf")//緩存數組的原子更新器，該成員變量與buf數組的volatile關鍵字共同組成了buf數組的原子更新功能實現。??

??

protected?int?count;//該成員變量表示目前緩沖區域中有多少有效的字節。??

??

protected?int?pos;//該成員變量表示了當前緩沖區的讀取位置。??

??

protected?int?markpos?=?-1;/*表示標記位置，該標記位置的作用為：實現流的標記特性，即流的某個位置可以被設置為標記，允許通過設置reset()，將流的讀取位置進行重置到該標記位置，但是InputStream注釋上明確表示，該流不會無限的保證標記長度可以無限延長，即markpos=15,pos=139734，該保留區間可能已經超過了保留的極限（如下）*/??

??

protected?int?marklimit;/*該成員變量表示了上面提到的標記最大保留區間大小，當pos-markpos>?marklimit時，mark標記可能會被清除（根據實現確定）。*/??

通過構造函數可以看到：初始化了一個byte數組作為緩沖區域?
Java代碼??

public?BufferedInputStream(InputStream?in,?int?size)?{??

????super(in);??

????????if?(size?<=?0)?{??

????????????throw?new?IllegalArgumentException("Buffer?size?<=?0");??

????????}??

????buf?=?new?byte[size];??

}??

這個類中最為重要的方法是fill()方法，它提供了緩沖區域的讀取、寫入、區域元素的移動更新等。下面著重分析一下該方法：?
Java代碼??

private?void?fill()?throws?IOException?{??

????????byte[]?buffer?=?getBufIfOpen();??

????if?(markpos?<?0)?｛??

??????????/*如果不存在標記位置（即沒有需要進行reset的位置需求）?

????????????則可以進行大膽地直接重置pos標識下一可讀取位置,但是這樣?

????????????不是會讀取到以前的舊數據嗎？不用擔心，在后面的代碼里會實現輸入流的新??

????????????數據填充*/??

????????pos?=?0;??????????

????｝else?if?(pos?>=?buffer.length)｛??

???????/*?位置大于緩沖區長度，這里表示已經沒有可用空間了?*/??

????????if?(markpos?>?0)?{?????

?????????????/*?表示存在mark位置，則要對mark位置到pos位置的數據予以保留，?

????????????????以確保后面如果調用reset()重新從mark位置讀取會取得成功*/??

????????int?sz?=?pos?-?markpos;??

????????????????/*該實現是通過將緩沖區域中markpos至pos部分的移至緩沖區頭部實現*/??

????????System.arraycopy(buffer,?markpos,?buffer,?0,?sz);??

????????pos?=?sz;??

????????markpos?=?0;??

????????}?else?if?(buffer.length?>=?marklimit)?{??

????????????????/*?如果緩沖區已經足夠大，可以容納marklimit，則直接重置*/??

????????????????markpos?=?-1;?????

????????pos?=?0;/*?丟棄所有的緩沖區內容?*/??

????????}?else?{??????????

????????????????/*?如果緩沖區還能增長的空間，則進行緩沖區擴容*/??

????????int?nsz?=?pos?*?2;??

????????????????/*新的緩沖區大小設置成滿足最大標記極限即可*/??

????????if?(nsz?>?marklimit)??

????????????nsz?=?marklimit;??

????????byte?nbuf[]?=?new?byte[nsz];??

????????????????//將原來的較小的緩沖內容COPY至增容的新緩沖區中??

????????System.arraycopy(buffer,?0,?nbuf,?0,?pos);??

????????????????//這里使用了原子變量引用更新，確保多線程環境下內存的可見性??

????????????????if?(!bufUpdater.compareAndSet(this,?buffer,?nbuf))?{??

????????????????????//?Can't?replace?buf?if?there?was?an?async?close.??

????????????????????//?Note:?This?would?need?to?be?changed?if?fill()??

????????????????????//?is?ever?made?accessible?to?multiple?threads.??

????????????????????//?But?for?now,?the?only?way?CAS?can?fail?is?via?close.??

????????????????????//?assert?buf?==?null;??

????????????????????throw?new?IOException("Stream?closed");??

????????????????}??

????????????????buffer?=?nbuf;??

????????}??

????????count?=?pos;??

????????//從原始輸入流中讀取數據，填充緩沖區??

????int?n?=?getInIfOpen().read(buffer,?pos,?buffer.length?-?pos);??

????????//根據實際讀取的字節數更新緩沖區中可用字節數??

????????if?(n?>?0)??

????????????count?=?n?+?pos;??

????}??

整個fill的過程，可以看作是BufferedInputStream對外提供滑動讀取的功能實現，通過預先讀入一整段原始輸入流數據至緩沖區中，而外界對BufferedInputStream的讀取操作實際上是在緩沖區上進行，如果讀取的數據超過了緩沖區的范圍，那么BufferedInputStream負責重新從原始輸入流中載入下一截數據填充緩沖區，然后外界繼續通過緩沖區進行數據讀取。這樣的設計的好處是：避免了大量的磁盤IO，因為原始的InputStream類實現的read是即時讀取的，即每一次讀取都會是一次磁盤IO操作（哪怕只讀取了1個字節的數據），可想而知，如果數據量巨大，這樣的磁盤消耗非常可怕。而通過緩沖區的實現，讀取可以讀取緩沖區中的內容，當讀取超過緩沖區的內容后再進行一次磁盤IO，載入一段數據填充緩沖，那么下一次讀取一般情況下就直接可以從緩沖區讀取，減少了磁盤IO。減少的磁盤IO大致可以通過以下方式計算（限read()方式）：?

length? 流的最終大小?
bufSize 緩沖區大小?

則通過緩沖區實現的輸入流BufferedInputStream的磁盤IO數為原始InputStream磁盤IO的?
1/(length/bufSize)?

read方法解析：該方法返回當前位置的后一位置byte值（int表示）.?
Java代碼??

public?synchronized?int?read()?throws?IOException?{??

????if?(pos?>=?count)?{??

???????????/*表示讀取位置已經超過了緩沖區可用范圍，則對緩沖區進行重新填充*/??

????????fill();??

???????????/*當填充后再次讀取時發現沒有數據可讀，證明讀到了流末尾*/??

????????if?(pos?>=?count)??

????????return?-1;??

????}??

????????/*這里表示讀取位置尚未超過緩沖區有效范圍，直接返回緩沖區內容*/??

????return?getBufIfOpen()[pos++]?&?0xff;??

}??

一次讀取多個字節（盡量讀，非貪婪)?
Java代碼??

private?int?read1(byte[]?b,?int?off,?int?len)?throws?IOException?{??

????int?avail?=?count?-?pos;??

????if?(avail?<=?0)?{??

????????/*這里使用了一個巧妙的機制，如果讀取的長度大于緩沖區的長度?

??????????????并且沒有markpos，則直接從原始輸入流中進行讀取，從而避免無謂的?

??????????????COPY（從原始輸入流至緩沖區，讀取緩沖區全部數據，清空緩沖區，?

??????????????重新填入原始輸入流數據）*/??

????????if?(len?>=?getBufIfOpen().length?&&?markpos?<?0)?{??

????????return?getInIfOpen().read(b,?off,?len);??

????????}??

????????????/*當無數據可讀時，從原始流中載入數據到緩沖區中*/??

????????fill();??

????????avail?=?count?-?pos;??

????????if?(avail?<=?0)?return?-1;??

????}??

????int?cnt?=?(avail?<?len)???avail?:?len;??

????????/*從緩沖區中讀取數據，返回實際讀取到的大小*/??

????System.arraycopy(getBufIfOpen(),?pos,?b,?off,?cnt);??

????pos?+=?cnt;??

????return?cnt;??

????}??

以下方法和上面的方法類似，唯一不同的是，上面的方法是盡量讀，讀到多少是多少，而下面的方法是貪婪的讀，沒有讀到足夠多的數據（len）就不會返回，除非讀到了流的末尾。該方法通過不斷循環地調用上面read1方法實現貪婪讀取。?
Java代碼??

public?synchronized?int?read(byte?b[],?int?off,?int?len)??

????throws?IOException??

????{??

????????getBufIfOpen();?//?Check?for?closed?stream??

????????if?((off?|?len?|?(off?+?len)?|?(b.length?-?(off?+?len)))?<?0)?{??

????????throw?new?IndexOutOfBoundsException();??

????}?else?if?(len?==?0)?{??

????????????return?0;??

????????}??

??

????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,?return??

????????????InputStream?input?=?in;??

????????????if?(input?!=?null?&&?input.available()?<=?0)??

????????????????return?n;??

????????}??

????}??

略過多少字節?
Java代碼??

public?synchronized?long?skip(long?n)?throws?IOException?{??

????????getBufIfOpen();?//?Check?for?closed?stream??

????if?(n?<=?0)?{??

????????return?0;??

????}??

????long?avail?=?count?-?pos;??

???????

????????if?(avail?<=?0)?{??

????????????//?If?no?mark?position?set?then?don't?keep?in?buffer??

????????????//從上面的注釋可以知道，這也是一個巧妙的方法，如果沒有mark標記，??

????????????//?則直接從原始輸入流中skip??

????????????if?(markpos?<0)???

????????????????return?getInIfOpen().skip(n);??

??????????????

????????????//?Fill?in?buffer?to?save?bytes?for?reset??

????????????fill();??

????????????avail?=?count?-?pos;??

????????????if?(avail?<=?0)??

????????????????return?0;??

????????}??

????????//該方法的實現為盡量原則，不保證一定略過規定的字節數。??

????????long?skipped?=?(avail?<?n)???avail?:?n;??

????????pos?+=?skipped;??

????????return?skipped;??

????}??

估計目前可用的字節數，原始流中可用的字節數+緩沖區中可用的字節數?
Java代碼??

public?synchronized?int?available()?throws?IOException?{??

????return?getInIfOpen().available()?+?(count?-?pos);??

????}??

標記位置：?
Java代碼??

public?synchronized?void?mark(int?readlimit)?{??

????marklimit?=?readlimit;??

????markpos?=?pos;??

????}??

重置位置：該實現清晰的表明下一讀取位置被推到了以前的標記位置，以實現重新讀取區段的功能?
Java代碼??

public?synchronized?void?reset()?throws?IOException?{??

????????getBufIfOpen();?//?Cause?exception?if?closed??

????if?(markpos?<?0)??

????????throw?new?IOException("Resetting?to?invalid?mark");??

????pos?=?markpos;??

????}??

關閉流：首先通過線程安全的方式設置了內部的緩沖區引用為空，然后再對原始輸入流進行關閉。?
Java代碼??

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()??

????????}??

????} ?

總結

以上是生活随笔為你收集整理的BufferedInputStream学习笔记的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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