Java Stream简介, 流的基本概念.

╰+攻爆jí腚メ 2022-08-23 12:51 143阅读 0赞

在Java or .net编程中,  我们经常见到"stream" 这个字眼.

我们大概知道这是个流的意思, 如果看完本文的话, 应该会有1个大概的概念.

## 一, Java中什么是Stream(流) ##

### 1.1 1段输出文件内容到屏幕的代码 ###

假如我们有个需求, 利用java写1个程序, 将1个硬盘上的文件(/home/gateman/tmp/build.xml)内容输出到屏幕上.

Java的代码如下:

import java.io.*;
    
    public class Stream1{
        public static void f() throws IOException{
           FileReader fr = new FileReader("/home/gateman/tmp/build.xml");
    
           int ch; //not char
           ch = fr.read(); //throws IOEXCEPTION
           while(ch > -1){ //if ch = -1, means got the end of the file
               System.out.printf("%c",(char)ch);
               ch = fr.read(); //throws IOEXCEPTION
           }
        }
    }

上面的代码很简单，

1.首先我们见到代码定义了1个 FileReader 对象fr.  它的某个成员指向了我们要读的文件build.xml.

2.然后多次执行 fr.read()方法, 每执行一次, 将fr.read()打返回结果输出到屏幕. 直到fr.read()的返回值是-1.

这里包括我也许有人会想, 为什么要 read 那么多次啊, 干脆写1个强大的read()方法把文件内容都读过来不就完了吗?

这就是涉及了流的概念.

### 1.2 搬水的例子 ###

我们来举个例子让大家更加容易理解

问题1:

假如有两个杯子, 其中1个有水, 另1个没有水,  它们的位置都不能移动.

请问有什么方法将有水杯子了的水搬去另1个杯子?

答案很多种,  只需要1个碗, 把水倒进碗里, 然后把碗的水倒进另1个杯子里就ok了.

将这个思路应用到1.1 的例子, 就相当于1个强大的Read()方法把整个文件都读完了.

为什么这样说?

1. 我们可以把有水的杯子看做1个文件, 水相当于文件的内容.

2. 没水的杯子相当于屏幕. 我们就是需要把文件的内容输出到屏幕

3. 中间的碗相当于内存,  把有水的杯子的水倒进碗就是一次过把文件所有内容读入内存啊.

4. 最后把碗的水倒进另1个杯子, 相当于把内存里的内容输出到屏幕.

如下图:

![444127020140611220341045.png_653x201_130][]

问题貌似解决了, 但是随着这个问题的规模的扩大, 这个方法就不可行了.

例如需要搬运的不是一杯水,   而是把整个个池塘的水运到另一个池塘.

用碗来搬就不符合实际啊.

有人回说, 我一碗一晚的搬总会搬完?

问题是, 那个碗(内存)还可以其他东西,  如果整个内存都用于搬运数据, **那么就导致程序在搬运数据的时间里占用大部分操作系统的内存**.  留给其他程序的内存就很少了!

### 1.3 搬水的例子的另1个解决方法: 管道 ###

假如我们的内存(碗)容量很少, 但是要搬运整个池塘怎么办呢?

其实我们就可以用一条水管接通两个池塘.

**管道上有1个按钮, 每按1次那个按钮, 就允许一点水通过管道**.

如下图:

![444127020140611222340078.png_802x227_130][]

结合1.1 的java代码例子

实际上我们已经明白,  FileReader fr 这个对象就相当于1条管道, 这个管道有1个按钮 fr.read(), 每执行1次, 就有一点水流(1个字符) 读到内存(**注意是内存, 而不是屏幕**)!

### 1.4 本文开始1.1节java代码的分析    ###

我们再看回1.1 的代码.

FileReader fr = new FileReader("/home/gateman/tmp/build.xml");

当执行碗上面的代码后,

实际上建立了1条 **从文件到内存**的一条数据管道.

但是这时只是搭建好了1个管道, 并没有数据传输

ch = fr.read(); //throws IOEXCEPTION

当执行1次 fr.read() 时,  就从文件读取一个字符, 并把这个字符保存入内存(Stack内存 ch变量)中.

这个方法需要处理IOException

while(ch > -1){ //if ch = -1, means got the end of the file
               System.out.printf("%c",(char)ch);
               ch = fr.read(); //throws IOEXCEPTION
           }

这个也不难理解, 每读到1个字符, 就把这个字符输出到屏幕上, 直到读完整个文件.

如下图:

![44412702014061122495202.png_932x382_130][]

而第一句建立的对象 FileReader fr实际上就是1个文件读字符流

**流(Stream)实际上就是从数据文件到程序的一条管道.**

至于数据怎么从程序输出到屏幕, 这个并不是流的范畴.

### 1.5 Java Stream流的定义 ###

看完上面例子的话, 流的定义就很容易看懂了.

Stream是java的1个类, 这个类专门用于程序和外部设备的输入输出(IO). 基本上所有流都在 java.io这个包中.

**实际上Stream就是数据在程序和外部设备的单向管道, 流的各种方法相当于管道上的各种按钮.**

所谓的外部设备可以包括硬盘文件, 网络设备, 另个程序等. 也就是当前程序之外的数据设备.

## 二, 为什么需要Stream(流). ##

看懂了上面的的例子, Stream存在的意义也很简单.

1. 数据的传输量很大.

2. 内存有限.

3. 带宽有限.

而Stream可以1点1点地逐步传输所有数据, 这就是Stream存在的根本意义.

想想我们是怎样下载1个大文件的, 下载软件(例如x雷)并不会占用你内存很大的空间, 而只是在内存划分1个缓冲区, 一点一点地下载到自己的内存(缓冲区满了再写到硬盘), 这也是流的1个例子啊.

## 三,流的重要特性. ##

### 3.1 流是java里的一个类 ###

也就是将流就是类的一种, 但反过来类不是流

### 3.2 数据并不会在流里自动传输 ###

而是需要执行流的方法, 一次传输一定量的数据.

### 3.3 1个流对象只有1个传输方向 ###

也就是说流是单向的, 数据要么从程序到设备(OutputStream), 要么从设备到程序(InputStream).

下一编 介绍留的分类以及java中的四大基本流.

[444127020140611220341045.png_653x201_130]: http://image227.poco.cn/mypoco/myphoto/20140611/22/444127020140611220341045.png?653x201_130
[444127020140611222340078.png_802x227_130]: http://image227.poco.cn/mypoco/myphoto/20140611/22/444127020140611222340078.png?802x227_130
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