(每日持续更新)jdk api之PipedInputStream基础、应用、实战

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一、java.io

1.57 PipedInputStream

PipedInputStream 类是 Java I/O 包中的一个类,它表示从管道中读取数据的输入流。管道输入流必须与管道输出流一起使用,以便将数据从一个线程传输到另一个线程。以下是关于 PipedInputStream 的详细介绍:

PipedInputStream 类介绍:
构造方法:
  • PipedInputStream(): 创建一个未连接的管道输入流。

  • PipedInputStream(PipedOutputStream src): 创建一个连接到指定管道输出流的管道输入流。

方法摘要:
  • void connect(PipedOutputStream src) throws IOException: 将管道输入流连接到指定的管道输出流。

  • int read() throws IOException: 从管道中读取下一个字节的数据。

  • int read(byte[] b, int off, int len) throws IOException: 从管道中读取数据到指定的字节数组中。

简单使用例子:

以下是一个简单的例子,演示了如何使用 PipedInputStreamPipedOutputStream 来实现线程间的通信:

复制代码
javaCopy code
import java.io.*;
​
public class PipeExample {
​
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 创建管道输入流和管道输出流
            PipedInputStream pipedInputStream = new PipedInputStream();
            PipedOutputStream pipedOutputStream = new PipedOutputStream();
​
            // 将管道输入流连接到管道输出流
            pipedInputStream.connect(pipedOutputStream);
​
            // 创建并启动写入线程
            Thread writerThread = new Thread(() -> {
                try {
                    String message = "Hello, Pipe!";
                    pipedOutputStream.write(message.getBytes());
                    pipedOutputStream.close(); // 发送完毕后关闭输出流
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
            writerThread.start();
​
            // 读取管道中的数据
            int data;
            while ((data = pipedInputStream.read()) != -1) {
                System.out.print((char) data);
            }
​
            // 关闭输入流
            pipedInputStream.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在这个例子中,我们创建了一个管道输入流和一个管道输出流,并将它们连接起来。然后,我们创建了一个写入线程,它向管道输出流中写入数据。主线程通过管道输入流读取数据,并将其打印到控制台上。

应用场景

PipedInputStream 主要用于实现线程之间的通信,通常与 PipedOutputStream 一起使用。以下是一些常见的应用场景及相应的代码实现:

  1. 线程间通信PipedInputStreamPipedOutputStream 可以用于在不同线程之间传输数据,例如在生产者-消费者模式中。
复制代码
javaCopy code
public class PipeExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            PipedInputStream pipedInputStream = new PipedInputStream();
            PipedOutputStream pipedOutputStream = new PipedOutputStream();
            pipedInputStream.connect(pipedOutputStream);
​
            Thread producerThread = new Thread(() -> {
                try {
                    for (int i = 1; i <= 5; i++) {
                        pipedOutputStream.write(i);
                        Thread.sleep(1000);
                    }
                    pipedOutputStream.close();
                } catch (IOException | InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
​
            Thread consumerThread = new Thread(() -> {
                try {
                    int data;
                    while ((data = pipedInputStream.read()) != -1) {
                        System.out.println("Received: " + data);
                    }
                    pipedInputStream.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
​
            producerThread.start();
            consumerThread.start();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

2.数据处理管道:可以使用管道流来创建数据处理管道,其中一个线程读取数据,另一个线程对数据进行处理。

复制代码
javaCopy code
public class DataProcessingPipeline {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            PipedInputStream pipedInputStream = new PipedInputStream();
            PipedOutputStream pipedOutputStream = new PipedOutputStream();
            pipedInputStream.connect(pipedOutputStream);
​
            Thread dataProducerThread = new Thread(() -> {
                try {
                    String data = "Data to be processed";
                    pipedOutputStream.write(data.getBytes());
                    pipedOutputStream.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
​
            Thread dataProcessorThread = new Thread(() -> {
                try {
                    StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
                    int data;
                    while ((data = pipedInputStream.read()) != -1) {
                        stringBuilder.append((char) data);
                    }
                    System.out.println("Processed Data: " + stringBuilder.toString());
                    pipedInputStream.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
​
            dataProducerThread.start();
            dataProcessorThread.start();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

以上是两个使用 PipedInputStream 的应用场景及相应的代码实现。这些例子展示了如何使用 PipedInputStream 来实现线程之间的数据传输。

实战例子

下面是一个简单的项目实战例子,演示了如何使用 PipedInputStreamPipedOutputStream 实现一个简单的消息传递系统。在这个例子中,有一个生产者线程负责生成消息,将消息通过管道输出流发送给消费者线程,消费者线程从管道输入流接收消息并处理。

复制代码
javaCopy code
import java.io.*;
​
public class MessagingSystem {
​
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 创建管道输入流和管道输出流
            PipedInputStream pipedInputStream = new PipedInputStream();
            PipedOutputStream pipedOutputStream = new PipedOutputStream();
​
            // 将管道输入流连接到管道输出流
            pipedInputStream.connect(pipedOutputStream);
​
            // 创建并启动生产者线程
            Thread producerThread = new Thread(() -> {
                try {
                    // 生产消息
                    String message = "Hello from Producer!";
                    // 发送消息到管道输出流
                    pipedOutputStream.write(message.getBytes());
                    pipedOutputStream.close(); // 发送完毕后关闭输出流
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
            producerThread.start();
​
            // 创建并启动消费者线程
            Thread consumerThread = new Thread(() -> {
                try {
                    // 读取管道中的数据
                    int data;
                    StringBuilder receivedMessage = new StringBuilder();
                    while ((data = pipedInputStream.read()) != -1) {
                        receivedMessage.append((char) data);
                    }
                    // 处理接收到的消息
                    System.out.println("Received message: " + receivedMessage.toString());
                    // 关闭输入流
                    pipedInputStream.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
            consumerThread.start();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在这个例子中,生产者线程生成一条消息并将其发送到管道输出流。消费者线程从管道输入流读取消息并进行处理。通过使用 PipedInputStreamPipedOutputStream,我们可以实现线程之间的简单消息传递。

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