available 的理解和一些使用

一、序言

       这里主要介绍一下我们在读文件流,如何转换成byte[],从而引出这几种写法的一些原理和应用场景的区别。

 

二、测试代码

      2.1 我们先看代码,代码的作用是获得将文件流转换成byte 数组,我们暂时不管它的正确性,代码也精简了很多。

      

	// 这个用缓冲流
	public static byte[] getByte1(String name) throws IOException{
		FileInputStream is = null;
		is = new FileInputStream(new File(name));
		byte[] buff = new byte[1024*4];
		ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
		int len = -1;
		while((len = is.read(buff)) != -1){
			baos.write(buff,0,len);
		}
		return baos.toByteArray();
	}
	
	// 这个用一次性读入
	public static byte[] getByte2(String name) throws IOException{
		InputStream is = null;
		is = new FileInputStream(new File(name));
		byte[] buff = new byte[is.available()];
		is.read(buff);
		return buff;
	}

 

     从上面代码看出,我们的区别是getByte1 拿到输入流对象了之后,再用输出流进行接收,然后再写到byte数组里面,而getByte2 是直接建立一个文件大小的byte 数组,一次性读入。从我的理解是:第二种方法的速度将优于第一种写法,其他方面我们稍后分析,先看看为什么优于第一种。

      首先,他们都用了FileInputStream 的read(byte[]) 方法,只是说每次读入字节数不一样,方法一是建立一个缓冲区的大小,方法二是一次全部读入,但是再看baos.write(buff,0,len); 的源码:

    

   
// 这是write 方法
public synchronized void write(byte b[], int off, int len) {
	if ((off < 0) || (off > b.length) || (len < 0) ||
            ((off + len) > b.length) || ((off + len) < 0)) {
	    throw new IndexOutOfBoundsException();
	} else if (len == 0) {
	    return;
	}
        // 我们可以看出,他其实是内部用了一个byte[] buf 进行存放我们缓存区的                   .   // 流数据数 ,长度不够了就会进行扩容,也就是数组的复制操作
        int newcount = count + len;
        if (newcount > buf.length) {
            // 这里我们可以看出,为什么最好用2的次方最好了,当我们的流没有填./满缓冲区的时             // 候, 会多余一部分空间,当然下面的代码还会处理那部分
            buf = Arrays.copyOf(buf, Math.max(buf.length << 1, newcount));
        }
        // 处理多余空间
        System.arraycopy(b, off, buf, count, len);
        count = newcount;
    }

  我们结合上面可以看出,如果文件稍微大一点,比如1G (小于JVM 内存限制),我们的缓冲区一般设置都是按MB 进行,那么会进行大量循环,大量数组的复制移位操作,而方法二,相当于一次就分配了1G空间,并且根据文件大小进行匹配的,每次分配跟准确,不会进行其他操作,速度会快一些。

 

三、那么为什么我们不一直采取第二种方式呢?

    先看看is.available() 的API

     

public int available()
              throws IOException返回此输入流下一个方法调用可以不受阻塞地从此输入流读取(或跳过)的估计字节数。下一个调用可能是同一个线程,也可能是另一个线程。一次读取或跳过此估计数个字节不会受阻塞,但读取或跳过的字节数可能小于该数。 
注意,有些 InputStream 的实现将返回流中的字节总数,但也有很多实现不会这样做。试图使用此方法的返回值分配缓冲区,以保存此流所有数据的做法是不正确的。 

如果已经调用 close() 方法关闭了此输入流,那么此方法的子类实现可以选择抛出 IOException。 

类 InputStream 的 available 方法总是返回 0。 

此方法应该由子类重写。 
返回:
可以不受阻塞地从此输入流读取(或跳过)的估计字节数;如果到达输入流末尾,则返回 0。 

   

   在InputStream 里面,始终是返回0的,那么我们来看看FileInputStream 对该方法的重写:

    

// native 方法~。~
public native int available() throws IOException;
// 关于此方法在FileInputStream的实现,我们可以参考openjdk
// 或者 http://www.codeforge.cn/read/199045/io_FileInputStream.c__html 去下载
// - -很遗憾,在源码里面我没找到我想要的答案,我发了一个帖子:
// http://www.iteye.com/problems/100891
// 当然听群里朋友介绍,available 仅仅是返回不阻塞流里面的字节长度,和JDK描述一致。
// 也就是说只会获得流里面的长度,而不是文件长度。

    

     另外进过测试,FileInputStream available() 在获取流的可读字节数的时候,即使超过JVM限制,比如10G文件,也是可以获取大小的,也就是说要么是直接可以获取的文件大小的描述,而socket 是通过协议层进行规定,也能获取的。

 

   通常我们一般不能直接使用available方法的,因为上面提到available 读取的是不阻塞时流的长度。比如再网络传输时,我可能一个比较大的文件,当我打开一个流,如果这个流数据阻塞,还没传输过来,当你用该方法时,返回的总是0,或者说文件比较大,我分断传输,一段只能传输1G,那么你获得的大小只能该段流的大小,并不是文件的大小。

 

三、哪些地方可以使用available?

       1.在本地文件文件中,这里我一般是直接使用的,比如:

          

InputStream is = null;
is = new FileInputStream(new File(name));
byte[] buff = new byte[is.available()];
// 我的理解是本地文件获取的数值,应该是从文件描述里面获取的,也没啥阻塞,我个人认为可以直接// 使用.因为速度快,方便我们建立合适的缓存区

 

       2.网络中的文件

       a.比如web 中http 里面的文件流里面,第一种情况有content-length,那么小文件的情况,我们是直接可以通过request 获取该属性,也就知道文件的大小了,

       

       b.在某些情况下,比如文件比较大,采用采用分段方式,长连接的方式发送,不能一次知道文件大小,http 的header 里面就没有上面的content-length 属性,而是变成了Transfer-Encoding: chunked属性,这表示分段发送信息,但是对整个文件的接受,可以通过一些标志位,或者一些超时限制等方法处理,这里不具体研究了。

   

        c.socket 传输文件,这玩意我看了下源码,是没重写available方法的,也就是说我们不能通过这个知道流的字节数,一般情况下,我们可以先发送一段自定义的header 过去,描述文件大小,然后再循环持续获取流信息。

 

四、返回字节数组

        1.直接读入

          

// 这种方式上面已经提过
InputStream is = null;
is = new FileInputStream(new File(name));
byte[] buff = new byte[is.available()];
is.read(buff);

// 但是不排除因为某些原因,导致数据流没过来,在出现问题的情况下,可以利用阻
// 塞特性,先读入一个字节。
int len = is.read();
byte[] buff = new byte[is.available()+1];
buff[0] = (byte)len;
is.read(buff,1,buff.length);

 

   2.利用缓冲区

     

// 这个在某些地方需要利用输出流的时候
ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
int len = -1;
while((len = is.read(buff)) != -1){
	baos.write(buff,0,len);
        // 刷新一下,不然在缓冲区未满的时候不会写入
        baos.flush();
}
return baos.toByteArray();

 

   3.在一些网络中,比如要抓取网络流信息信息情况下

     

HttpURLConnection con = ....
con.connect();
InputStream in = (InputStream) con.getContent();
int total = ..// 获取总大小

byte buff[]  = new byte[1024*8]  // 缓冲区大小
int count = 0;
while(count < total){
     // 可以持续的对buff 进行复制,和上面byteOut.. 源码类似
     count += in.read(buff);
     // 里面可以加些超时限制,和一些自己的处理  
}

// 当然可以直接转换才Reader 处理

 

 

小结:

       1. 对于available的使用,群里有朋友是完全舍弃的,我的理解还是觉得存在即为合理,在某些地方使用上,还是能节约一些时间,可能我代码上有些偏执的追求吧。

       2,。上面大概解释了一些用法,不够全面,不对的地方请指点啦。

### 关于NULL的理解 #### NULL 的本质 `NULL` 是 C C++ 中的一个宏定义,其核心意义是用来表示空指针。它的值被定义为 `0` 或 `(void*)0`,但这并不意味着它是一个普通的整数零[^1]。实际上,`NULL` 表示的是一个特殊的内存地址——即 **0 地址**。 在计算机体系结构中,通常会将 0 地址保留作为非法访问的标志位。因此,如果程序尝试通过 `NULL` 指针访问数据,则会产生运行时错误(例如段错误)。这种设计有助于开发者快速定位潜在的逻辑问题。 以下是 GCC 下对于 `NULL` 宏的具体实现方式: ```c #undef NULL #if defined(__cplusplus) #define NULL 0 #else #define NULL ((void *)0) #endif ``` 上述代码片段展示了如何根据不同编程环境调整 `NULL` 的定义形式,在 C++ 中直接将其设为数值型常量 `0`;而在纯 C 环境里则采用显式的强制转换 `(void*)0` 来强调它是针对指针类型的特殊处理[^2]。 #### Available Utilization 的概念解释 虽然提问涉及到了 `NULL` 的讨论,但同时也提到了两个术语:“available”以及“utilization”。这两个词一般用于资源管理领域或者性能评估场景: - **Available**: 可用性描述了一种状态或条件的存在与否。比如在一个系统中有多少比例的时间某个服务处于正常工作状态下可以接受请求。 - **Utilization**: 利用率指的是某一特定时间段内某项资产实际使用的程度相对于最大可能容量而言所占百分比。高利用率表明该设备正在高效运转接近满负荷运作;低利用率可能是由于需求不足或者是存在瓶颈造成的浪费现象。 需要注意的是,“available“utilization”的具体含义可能会依据上下文有所变化,特别是在不同的技术文档或报告(`report`)当中它们的应用范围非常广泛。 ### 示例代码展示NULL的实际应用 下面给出一段简单的例子演示了如何安全地使用 `NULL` 进行判断操作以防止意外崩溃情况发生: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { int* ptr = NULL; if (ptr != NULL) { // 正确做法: 显式比较是否等于NULL printf("Pointer is valid.\n"); free(ptr); } else { printf("Pointer is not initialized or has been freed.\n"); } return 0; } ```
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