這篇文章將為大家詳細講解有關PipedReader與PipedWriter有哪些不同的地方，文章內容質量較高，因此小編分享給大家做個參考，希望大家閱讀完這篇文章后對相關知識有一定的了解。
PipedWriter與PipedReader的區別
1. PipedWriter 源碼
package java.io;
public class PipedWriter extends Writer {
// 與PipedWriter通信的PipedReader對象
private PipedReader sink;
// PipedWriter的關閉標記
private boolean closed = false;
// 構造函數，指定配對的PipedReader
public PipedWriter(PipedReader snk) throws IOException {
connect(snk);
}
// 構造函數
public PipedWriter() {
}
// 將“PipedWriter” 和 “PipedReader”連接。
public synchronized void connect(PipedReader snk) throws IOException {
if (snk == null) {
throw new NullPointerException();
} else if (sink != null || snk.connected) {
throw new IOException("Already connected");
} else if (snk.closedByReader || closed) {
throw new IOException("Pipe closed");
}
sink = snk;
snk.in = -1;
snk.out = 0;
// 設置“PipedReader”和“PipedWriter”為已連接狀態
// connected是PipedReader中定義的，用于表示“PipedReader和PipedWriter”是否已經連接
snk.connected = true;
}
// 將一個字符c寫入“PipedWriter”中。
// 將c寫入“PipedWriter”之后，它會將c傳輸給“PipedReader”
public void write(int c) throws IOException {
if (sink == null) {
throw new IOException("Pipe not connected");
}
sink.receive(c);
}
// 將字符數組b寫入“PipedWriter”中。
// 將數組b寫入“PipedWriter”之后，它會將其傳輸給“PipedReader”
public void write(char cbuf[], int off, int len) throws IOException {
if (sink == null) {
throw new IOException("Pipe not connected");
} else if ((off | len | (off + len) | (cbuf.length - (off + len))) < ) {
throw new IndexOutOfBoundsException();
}
sink.receive(cbuf, off, len);
}
// 清空“PipedWriter”。
// 這里會調用“PipedReader”的notifyAll()；
// 目的是讓“PipedReader”放棄對當前資源的占有，讓其它的等待線程(等待讀取PipedWriter的線程)讀取“PipedWriter”的值。
public synchronized void flush() throws IOException {
if (sink != null) {
if (sink.closedByReader || closed) {
throw new IOException("Pipe closed");
}
synchronized (sink) {
sink.notifyAll();
}
}
}
// 關閉“PipedWriter”。
// 關閉之后，會調用receivedLast()通知“PipedReader”它已經關閉。
public void close() throws IOException {
closed = true;
if (sink != null) {
sink.receivedLast();
}
}
}2. PipedReader 源碼(基于jdk1.7.40)
package java.io;
public class PipedReader extends Reader {
// “PipedWriter”是否關閉的標記
boolean closedByWriter = false;
// “PipedReader”是否關閉的標記
boolean closedByReader = false;
// “PipedReader”與“PipedWriter”是否連接的標記
// 它在PipedWriter的connect()連接函數中被設置為true
boolean connected = false;
Thread readSide; // 讀取“管道”數據的線程
Thread writeSide; // 向“管道”寫入數據的線程
// “管道”的默認大小
private static final int DEFAULT_PIPE_SIZE = 1024;
// 緩沖區
char buffer[];
//下一個寫入字符的位置。in==out代表滿，說明“寫入的數據”全部被讀取了。
int in = -;
//下一個讀取字符的位置。in==out代表滿，說明“寫入的數據”全部被讀取了。
int out = ;
// 構造函數：指定與“PipedReader”關聯的“PipedWriter”
public PipedReader(PipedWriter src) throws IOException {
this(src, DEFAULT_PIPE_SIZE);
}
// 構造函數：指定與“PipedReader”關聯的“PipedWriter”，以及“緩沖區大小”
public PipedReader(PipedWriter src, int pipeSize) throws IOException {
initPipe(pipeSize);
connect(src);
}
// 構造函數：默認緩沖區大小是1024字符
public PipedReader() {
initPipe(DEFAULT_PIPE_SIZE);
}
// 構造函數：指定緩沖區大小是pipeSize
public PipedReader(int pipeSize) {
initPipe(pipeSize);
}
// 初始化“管道”：新建緩沖區大小
private void initPipe(int pipeSize) {
if (pipeSize <= 0) {
throw new IllegalArgumentException("Pipe size <= 0");
}
buffer = new char[pipeSize];
}
// 將“PipedReader”和“PipedWriter”綁定。
// 實際上，這里調用的是PipedWriter的connect()函數
public void connect(PipedWriter src) throws IOException {
src.connect(this);
}
// 接收int類型的數據b。
// 它只會在PipedWriter的write(int b)中會被調用
synchronized void receive(int c) throws IOException {
// 檢查管道狀態
if (!connected) {
throw new IOException("Pipe not connected");
} else if (closedByWriter || closedByReader) {
throw new IOException("Pipe closed");
} else if (readSide != null && !readSide.isAlive()) {
throw new IOException("Read end dead");
}
// 獲取“寫入管道”的線程
writeSide = Thread.currentThread();
// 如果“管道中被讀取的數據，等于寫入管道的數據”時，
// 則每隔1000ms檢查“管道狀態”，并喚醒管道操作：若有“讀取管道數據線程被阻塞”，則喚醒該線程。
while (in == out) {
if ((readSide != null) && !readSide.isAlive()) {
throw new IOException("Pipe broken");
}
/* full: kick any waiting readers */
notifyAll();
try {
wait(1000);
} catch (InterruptedException ex) {
throw new java.io.InterruptedIOException();
}
}
if (in < 0) {
in = 0;
out = 0;
}
buffer[in++] = (char) c;
if (in >= buffer.length) {
in = 0;
}
}
// 接收字符數組b。
synchronized void receive(char c[], int off, int len) throws IOException {
while (--len >= ) {
receive(c[off++]);
}
}
// 當PipedWriter被關閉時，被調用
synchronized void receivedLast() {
closedByWriter = true;
notifyAll();
}
// 從管道(的緩沖)中讀取一個字符，并將其轉換成int類型
public synchronized int read() throws IOException {
if (!connected) {
throw new IOException("Pipe not connected");
} else if (closedByReader) {
throw new IOException("Pipe closed");
} else if (writeSide != null && !writeSide.isAlive()
&& !closedByWriter && (in < )) {
throw new IOException("Write end dead");
}
readSide = Thread.currentThread();
int trials = 2;
while (in < 0) {
if (closedByWriter) {
/* closed by writer, return EOF */
return -1;
}
if ((writeSide != null) && (!writeSide.isAlive()) && (--trials < )) {
throw new IOException("Pipe broken");
}
/* might be a writer waiting */
notifyAll();
try {
wait(1000);
} catch (InterruptedException ex) {
throw new java.io.InterruptedIOException();
}
}
int ret = buffer[out++];
if (out >= buffer.length) {
out = 0;
}
if (in == out) {
/* now empty */
in = -1;
}
return ret;
}
// 從管道(的緩沖)中讀取數據，并將其存入到數組b中
public synchronized int read(char cbuf[], int off, int len) throws IOException {
if (!connected) {
throw new IOException("Pipe not connected");
} else if (closedByReader) {
throw new IOException("Pipe closed");
} else if (writeSide != null && !writeSide.isAlive()
&& !closedByWriter && (in < 0)) {
throw new IOException("Write end dead");
}
if ((off < 0) || (off > cbuf.length) || (len < 0) ||
((off + len) > cbuf.length) || ((off + len) < 0)) {
throw new IndexOutOfBoundsException();
} else if (len == 0) {
return 0;
}
/* possibly wait on the first character */
int c = read();
if (c < 0) {
return -1;
}
cbuf[off] = (char)c;
int rlen = 1;
while ((in >= 0) && (--len > 0)) {
cbuf[off + rlen] = buffer[out++];
rlen++;
if (out >= buffer.length) {
out = 0;
}
if (in == out) {
/* now empty */
in = -;
}
}
return rlen;
}
// 是否能從管道中讀取下一個數據
public synchronized boolean ready() throws IOException {
if (!connected) {
throw new IOException("Pipe not connected");
} else if (closedByReader) {
throw new IOException("Pipe closed");
} else if (writeSide != null && !writeSide.isAlive()
&& !closedByWriter && (in < )) {
throw new IOException("Write end dead");
}
if (in < 0) {
return false;
} else {
return true;
}
}
// 關閉PipedReader
public void close() throws IOException {
in = -;
closedByReader = true;
}
}示例
下面，我們看看多線程中通過PipedWriter和PipedReader通信的例子。例子中包括3個類：Receiver.java, Sender.java 和 PipeTest.java
Receiver.java的代碼如下：
import java.io.IOException;
import java.io.PipedReader;
@SuppressWarnings("all")
/**
* 接收者線程
*/
public class Receiver extends Thread {
// 管道輸入流對象。
// 它和“管道輸出流(PipedWriter)”對象綁定，
// 從而可以接收“管道輸出流”的數據，再讓用戶讀取。
private PipedReader in = new PipedReader();
// 獲得“管道輸入流對象”
public PipedReader getReader(){
return in;
}
@Override
public void run(){
readMessageOnce() ;
//readMessageContinued() ;
}
// 從“管道輸入流”中讀取次數據
public void readMessageOnce(){
// 雖然buf的大小是2048個字符，但最多只會從“管道輸入流”中讀取1024個字符。
// 因為，“管道輸入流”的緩沖區大小默認只有1024個字符。
char[] buf = new char[2048];
try {
int len = in.read(buf);
System.out.println(new String(buf,0,len));
in.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
// 從“管道輸入流”讀取>1024個字符時，就停止讀取
public void readMessageContinued(){
int total=0;
while(true) {
char[] buf = new char[];
try {
int len = in.read(buf);
total += len;
System.out.println(new String(buf,,len));
// 若讀取的字符總數>1024，則退出循環。
if (total > 1024)
break;
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
try {
in.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
Sender.java的代碼如下：
import java.io.IOException;
import java.io.PipedWriter;
@SuppressWarnings("all")
/**
* 發送者線程
*/
public class Sender extends Thread {
// 管道輸出流對象。
// 它和“管道輸入流(PipedReader)”對象綁定，
// 從而可以將數據發送給“管道輸入流”的數據，然后用戶可以從“管道輸入流”讀取數據。
private PipedWriter out = new PipedWriter();
// 獲得“管道輸出流”對象
public PipedWriter getWriter(){
return out;
}
@Override
public void run(){
writeShortMessage();
//writeLongMessage();
}
// 向“管道輸出流”中寫入一則較簡短的消息："this is a short message"
private void writeShortMessage() {
String strInfo = "this is a short message" ;
try {
out.write(strInfo.toCharArray());
out.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
// 向“管道輸出流”中寫入一則較長的消息
private void writeLongMessage() {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
// 通過for循環寫入1020個字符
for (int i=0; i<102; i++)
sb.append("0123456789");
// 再寫入26個字符。
sb.append("abcdefghijklmnopqrstuvwxyz");
// str的總長度是1020+26=1046個字符
String str = sb.toString();
try {
// 將1046個字符寫入到“管道輸出流”中
out.write(str);
out.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
} PipeTest.java的代碼如下：
import java.io.PipedReader;
import java.io.PipedWriter;
import java.io.IOException;
@SuppressWarnings("all")
/**
* 管道輸入流和管道輸出流的交互程序
*/
public class PipeTest {
public static void main(String[] args) {
Sender t1 = new Sender();
Receiver t2 = new Receiver();
PipedWriter out = t1.getWriter();
PipedReader in = t2.getReader();
try {
//管道連接。下面句話的本質是一樣。
//out.connect(in);
in.connect(out);
/**
* Thread類的START方法：
* 使該線程開始執行；Java 虛擬機調用該線程的 run 方法。
* 結果是兩個線程并發地運行；當前線程（從調用返回給 start 方法）和另一個線程（執行其 run 方法）。
* 多次啟動一個線程是非法的。特別是當線程已經結束執行后，不能再重新啟動。
*/
t.start();
t.start();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}運行結果：
this is a short message
結果說明：
(01) in.connect(out);
它的作用是將“管道輸入流”和“管道輸出流”關聯起來。查看PipedWriter.java和PipedReader.java中connect()的源碼；我們知道 out.connect(in); 等價于 in.connect(out);
(02)
t1.start(); // 啟動“Sender”線程
t2.start(); // 啟動“Receiver”線程
先查看Sender.java的源碼，線程啟動后執行run()函數；在Sender.java的run()中，調用writeShortMessage();
writeShortMessage();的作用就是向“管道輸出流”中寫入數據"this is a short message" ；這條數據會被“管道輸入流”接收到。下面看看這是如何實現的。
先看write(char char的源碼。PipedWriter.java繼承于Writer.java；Writer.java中write(char c[])的源碼如下：
public void write(char cbuf[]) throws IOException {
write(cbuf, 0, cbuf.length);
}實際上write(char c[])是調用的PipedWriter.java中的write(char c[], int off, int len)函數。查看write(char c[], int off, int len)的源碼，我們發現：它會調用 sink.receive(cbuf, off, len); 進一步查看receive(char c[], int off, int len)的定義，我們知道sink.receive(cbuf, off, len)的作用就是：將“管道輸出流”中的數據保存到“管道輸入流”的緩沖中。而“管道輸入流”的緩沖區buffer的默認大小是1024個字符。
至此，我們知道：t1.start()啟動Sender線程，而Sender線程會將數據"this is a short message"寫入到“管道輸出流”；而“管道輸出流”又會將該數據傳輸給“管道輸入流”，即而保存在“管道輸入流”的緩沖中。
接下來，我們看看“用戶如何從‘管道輸入流'的緩沖中讀取數據”。這實際上就是Receiver線程的動作。
t2.start() 會啟動Receiver線程，從而執行Receiver.java的run()函數。查看Receiver.java的源碼，我們知道run()調用了readMessageOnce()。
而readMessageOnce()就是調用in.read(buf)從“管道輸入流in”中讀取數據，并保存到buf中。
通過上面的分析，我們已經知道“管道輸入流in”的緩沖中的數據是"this is a short message"；因此，buf的數據就是"this is a short message"。
為了加深對管道的理解。我們接著進行下面兩個小試驗。
試驗一：修改Sender.java
將
public void run(){
writeShortMessage();
//writeLongMessage();
}修改為
public void run(){
//writeShortMessage();
writeLongMessage();
}運行程序。運行結果如下：
從中，我們看出，程序運行出錯！拋出異常 java.io.IOException: Pipe closed
為什么會這樣呢？
我分析一下程序流程。
(01) 在PipeTest中，通過in.connect(out)將輸入和輸出管道連接起來；然后，啟動兩個線程。t1.start()啟動了線程Sender，t2.start()啟動了線程Receiver。
(02) Sender線程啟動后，通過writeLongMessage()寫入數據到“輸出管道”，out.write(str.toCharArray())共寫入了1046個字符。而根據PipedWriter的源碼，PipedWriter的write()函數會調用PipedReader的receive()函數。而觀察PipedReader的receive()函數，我們知道，PipedReader會將接受的數據存儲緩沖區。仔細觀察receive()函數，有如下代碼：
while (in == out) {
if ((readSide != null) && !readSide.isAlive()) {
throw new IOException("Pipe broken");
}
/* full: kick any waiting readers */
notifyAll();
try {
wait(1000);
} catch (InterruptedException ex) {
throw new java.io.InterruptedIOException();
}
}而in和out的初始值分別是in=-1, out=0；結合上面的while(in==out)。我們知道，它的含義就是，每往管道中寫入一個字符，就達到了in==out這個條件。然后，就調用notifyAll()，喚醒“讀取管道的線程”。
也就是，每往管道中寫入一個字符，都會阻塞式的等待其它線程讀取。
然而，PipedReader的緩沖區的默認大小是1024！但是，此時要寫入的數據卻有1046！所以，一次性最多只能寫入1024個字符。
(03) Receiver線程啟動后，會調用readMessageOnce()讀取管道輸入流。讀取1024個字符會，會調用close()關閉，管道。
由(02)和(03)的分析可知，Sender要往管道寫入1046個字符。其中，前1024個字符(緩沖區容量是1024)能正常寫入，并且每寫入一個就讀取一個。當寫入1025個字符時，依然是依次的調用PipedWriter.java中的write()；然后，write()中調用PipedReader.java中的receive()；在PipedReader.java中，最終又會調用到receive(int c)函數。 而此時，管道輸入流已經被關閉，也就是closedByReader為true，所以拋出throw new IOException("Pipe closed")。
我們對“試驗一”繼續進行修改，解決該問題。
試驗二： 在“試驗一”的基礎上繼續修改Receiver.java
將
public void run(){
readMessageOnce() ;
//readMessageContinued() ;
}修改為
public void run(){
//readMessageOnce() ;
readMessageContinued() ;
}此時，程序能正常運行。運行結果為：
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01234567890123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123456789
01234567890123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123456789
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012345678901234567890123456789abcd
efghijklmnopqrstuvwxyz
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