Java IO7：管道流、对象流

前言

前面的文章主要讲了文件字符输入流FileWriter、文件字符输出流FileReader、文件字节输出流FileOutputStream、文件字节输入流FileInputStream，这些都是常见的流类。当然除了这些流类之外，Java还提供了很多的流类给用户使用，本文就看一下别的流。

管道流

管道流主要用于连接两个线程的通信。管道流也分为字节流（PipedInputStream、PipedOutputStream）和字符流（PipedReader、PipedWriter）。比如一个PipedInputStream必须和一个PipedOutputStream对象进行连接而产生一个通信管道，PipedOutputStream向管道中写入数据，PipedInputStream从管道中读取数据。管道流的工作如下图所示：

下面看一下管道流的用法。既然管道流的作用是用于线程间的通信，那么势必有发送线程和接收线程，两个线程通过管道流交互数据。首先写一个发送数据的线程：

public class Sender implements Runnable
{
    private PipedOutputStream out = new PipedOutputStream();
    
    public PipedOutputStream getOutputStream()
    {
        return out;
    }
    
    public void run()
    {
        String str = "Receiver, 你好!";
        try
        {
            out.write(str.getBytes()); // 向管道流中写入数据（发送）
            out.close();
        } 
        catch (IOException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
    }    
}

用流写数据的时候注意关注一下，该流是否支持直接写String，不可以的话要用String的getBytes()方法获取字符串的字节。既然有一个发送数据的线程了，接下来来一个接收数据的线程：

public class Receiver implements Runnable
{
    private PipedInputStream in = new PipedInputStream();
    
    public PipedInputStream getInputStream()
    {
        return in;
    }
    
    public void run()
    {
        String s = null;
        byte b0[] = new byte[1024];
        try
        {
            int length = in.read(b0);
            if (-1 != length)
            {
                s = new String(b0, 0 , length);
                System.out.println("收到了以下信息：" + s);
            }
            in.close();
        } catch (IOException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

两个线程都有了，写一个main线程，利用管道输出流的connect方法连接管道输出流和管道输入流：

public static void main(String[] args)
{
    try
    {
        Sender sender = new Sender();
        Receiver receiver = new Receiver();
        Thread senderThread = new Thread(sender);
        Thread receiverThread = new Thread(receiver);
        PipedOutputStream out = sender.getOutputStream(); // 写入
        PipedInputStream in = receiver.getInputStream(); // 读出
        out.connect(in);// 将输出发送到输入
        senderThread.start();
        receiverThread.start();
    } 
    catch (IOException e)
    {
        e.printStackTrace();
    } 
}

输出结果应该很明显了，大家都知道，接收线程接收到了来自发送线程通过管道流输出流发送的数据：

收到了以下信息：Receiver, 你好!

注意一下，PipedInputStream运用的是一个1024字节固定大小的循环缓冲区，写入PipedOutputStream的数据实际上保存到了对应的PipedInputStream的内部缓冲区。PipedInputStream执行读操作时，读取的数据实际上来自这个内部缓冲区。如果对应的PipedInputStream输入缓冲区已满，任何企图写入PipedOutputStream的线程都将被阻塞。而且这个写操作线程将一直阻塞，直至出现读取PipedInputStream的操作从缓冲区删除数据。

这意味着，向PipedOutputStream写入数据的线程不应该是负责从对应PipedInputStream读取数据的唯一线程（所以这里开了两个线程分别用于读写）。假定t线程试图一次对PipedOutputStream的write()方法的调用中向对应的PipedOutputStream写入2000字节的数据，在t线程阻塞之前，它最多能够写入1024字节的数据（PipedInputStream内部缓冲区的大小）。然而，一旦t被阻塞，读取PipedInputStream的操作就再也不能出现了，因为t是唯一读取PipedInputStream的线程，这样，t线程已经完全被阻塞。

对象流

序列化，在这篇文章中已经讲得比较清楚了，这一部分主要是再次简单过一下对象流的知识而已。

Java中提供了ObjectInputStream、ObjectOutputStream这两个类用于对象序列化操作，这两个类是用于存储和读取对象的输入输出流类，只要把对象中的所有成员变量都存储起来，就等于保存了这个对象，之后从保存的对象之中再将对象读取进来就可以继续使用此对象。ObjectInputStream、ObjectOutputStream可以帮助开发者完成保存和读取对象成员变量取值的过程，但要求读写或存储的对象必须实现了Serializable接口。

看一下例子，先来一个实现了Serializable接口的实体类Person：

public class Person implements Serializable
{
    /**
     * 序列化
     */
    private static final long serialVersionUID = 7827863437931135333L;
    
    private transient String     name;
    private int                    age;
    private final static String sex = "man";
    
    public Person(String name, int age)
    {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    
    public String toString()
    {
        return "姓名：" + this.name + "， 年龄：" + this.age + ", 性别：" + sex;
    }
}

调用ObjectOutputStream和ObjectInputStream写一个序列化和反序列化的方法，我现在D盘下没有"serializable.txt"：

public static void main(String[] args) throws Exception
{
    File file = new File("D:/serializable.txt");
    serializable(file);
    deserializable(file);
}
    
// 序列化对象方法
public static void serializable(File file) throws Exception
{
    OutputStream outputFile = new FileOutputStream(file);
    ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(outputFile);
    oos.writeObject(new Person("张三", 25));
    oos.close();
}
    
// 反序列化对象方法
public static void deserializable(File file) throws Exception
{
    InputStream inputFile = new FileInputStream(file);
    ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(inputFile);
    Person p = (Person)ois.readObject();
    System.out.println(p);
}

现在运行一下，D盘下多了一个"serializable.txt"，文件里面的内容是：

看到乱码，因为序列化之后本身就是按照一定的二进制格式组织的文件，这些二进制格式不能被文本文件所识别，所以乱码也是正常的。

当然，控制台上也是有输出的：

姓名：null， 年龄：25, 性别：man

这证明了被transient修饰的成员变量不会被序列化。