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io操作需要cpu控制吗

导语:面试官:IO 操作必须要手动关闭吗?关闭流方法是否有顺序?

io操作需要cpu控制吗

包装流的close方法是否会自动关闭被包装的流?关闭流方法是否有顺序?包装流的close方法是否会自动关闭被包装的流?

平时我们使用输入流和输出流一般都会使用buffer包装一下,直接看下面代码(这个代码运行正常,不会报错)

import java.io.BufferedOutputStream;import java.io.FileOutputStream;import java.io.IOException;public class IOTest {    public static void main(String[] args) throws IOException {         FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(&34;);         BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream(fileOutputStream);         bufferedOutputStream.write(&34;.getBytes());         bufferedOutputStream.flush();         //从包装流中关闭流         bufferedOutputStream.close();    }}

下面我们来研究下这段代码的bufferedOutputStream.close();方法是否调用了fileOutputStream.close();

先看BufferedOutputStream源代码:

public class BufferedOutputStream extends FilterOutputStream { ...

可以看到它继承FilterOutputStream,并且没有重写close方法,所以直接看FilterOutputStream的源代码:

public void close() throws IOException {    try {      flush();    } catch (IOException ignored) {    }    out.close();}

跟踪out(FilterOutputStream中):

  protected OutputStream out;  public FilterOutputStream(OutputStream out) {        this.out = out;  }

再看看BufferedOutputStream中:

public BufferedOutputStream(OutputStream out) {    this(out, 8192);}public BufferedOutputStream(OutputStream out, int size) {    super(out);    if (size <= 0) {        throw new IllegalArgumentException(&34;);    }    buf = new byte[size];}

可以看到BufferedOutputStream调用super(out);,也就是说,out.close();调用的是通过BufferedOutputStream传入的被包装的流,这里就是FileOutputStream。

我们在看看其他类似的,比如BufferedWriter的源代码:

public void close() throws IOException {    synchronized (lock) {        if (out == null) {            return;        }        try {            flushBuffer();        } finally {            out.close();            out = null;            cb = null;        }    }}

通过观察各种流的源代码,可得结论:包装的流都会自动调用被包装的流的关闭方法,无需自己调用。

关闭流方法是否有顺序?

由上面的结论,就会产生一个问题:如果手动关闭被包装流会怎么样,这个关闭流有顺序吗?而实际上我们习惯都是两个流都关闭的。

首先我们来做一个简单的实验,基于第一个问题的代码上增加手动增加关闭流的代码,那么就有两种顺序:

1.先关闭被包装流(正常没异常抛出)
import java.io.BufferedOutputStream;import java.io.FileOutputStream;import java.io.IOException;public class IOTest {    public static void main(String[] args) throws IOException {         FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(&34;);         BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream(fileOutputStream);         bufferedOutputStream.write(&34;.getBytes());         bufferedOutputStream.flush();         fileOutputStream.close();//先关闭被包装流         bufferedOutputStream.close();    }}
2.先关闭包装流(正常没异常抛出)
import java.io.BufferedOutputStream;import java.io.FileOutputStream;import java.io.IOException;public class IOTest {    public static void main(String[] args) throws IOException {         FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(&34;);         BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream(fileOutputStream);         bufferedOutputStream.write(&34;.getBytes());         bufferedOutputStream.flush();         bufferedOutputStream.close();//先关闭包装流         fileOutputStream.close();    }}

上述两种写法都没有问题,我们已经知道bufferedOutputStream.close();会自动调用fileOutputStream.close();方法,那么这个方法是怎么执行的呢?我们又看看FileOutputStream的源码:

public void close() throws IOException {    synchronized (closeLock) {        if (closed) {            return;        }        closed = true;    }...

可以看出它采用同步锁,而且使用了关闭标记,如果已经关闭了则不会再次操作,所以多次调用不会出现问题。

如果没有看过参考文章,我可能就会断下结论,关闭流不需要考虑顺序

我们看下下面的代码(修改自参考文章):

import java.io.BufferedWriter;import java.io.FileOutputStream;import java.io.IOException;import java.io.OutputStreamWriter;public class IOTest {    public static void main(String[] args) throws IOException {        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(&34;);        OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(fos, &34;);        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);        bw.write(&34;);        // 从内带外顺序顺序会报异常        fos.close();        osw.close();        bw.close();    }}

会抛出Stream closed的IO异常:

Exception in thread &34; java.io.IOException: Stream closed    at sun.nio.cs.StreamEncoder.ensureOpen(StreamEncoder.java:45)    at sun.nio.cs.StreamEncoder.write(StreamEncoder.java:118)    at java.io.OutputStreamWriter.write(OutputStreamWriter.java:207)    at java.io.BufferedWriter.flushBuffer(BufferedWriter.java:129)    at java.io.BufferedWriter.close(BufferedWriter.java:264)    at IOTest.main(IOTest.java:18)

而如果把bw.close();放在第一,其他顺序任意,即修改成下面两种:

bw.close();osw.close();fos.close();bw.close();fos.close();osw.close();

都不会报错,这是为什么呢,我们立即看看BufferedWriter的close源码:

public void close() throws IOException {    synchronized (lock) {        if (out == null) {            return;        }        try {            flushBuffer();        } finally {            out.close();            out = null;            cb = null;        }    }}

里面调用了flushBuffer()方法,也是抛异常中的错误方法:

void flushBuffer() throws IOException {    synchronized (lock) {        ensureOpen();        if (nextChar == 0)            return;        out.write(cb, 0, nextChar);        nextChar = 0;    }}

可以看到很大的一行

out.write(cb, 0, nextChar);

这行如果在流关闭后执行就会抛IO异常,有时候我们会写成:

fos.close();fos = null;osw.close();osw = null;bw.close();bw = null;

这样也会抛异常,不过是由于flushBuffer()中ensureOpen()抛的,可从源码中看出:

private void ensureOpen() throws IOException {    if (out == null)        throw new IOException(&34;);}void flushBuffer() throws IOException {    synchronized (lock) {        ensureOpen();        if (nextChar == 0)            return;        out.write(cb, 0, nextChar);        nextChar = 0;    }}

如何防止这种情况?

直接写下面这种形式就可以:

bw.close();bw = null;

结论:一个流上的close方法可以多次调用,理论上关闭流不需要考虑顺序,但有时候关闭方法中调用了write等方法时会抛异常。

由上述的两个结论可以得出下面的建议:

关闭流只需要关闭最外层的包装流,其他流会自动调用关闭,这样可以保证不会抛异常。如:

bw.close();//下面三个无顺序osw = null;fos = null;bw = null;

注意的是,有些方法中close方法除了调用被包装流的close方法外还会把包装流置为null,方便JVM回收。bw.close()中的:

 public void close() throws IOException {        synchronized (lock) {            if (out == null) {                return;            }            try {                flushBuffer();            } finally {                out.close();                out = null;                cb = null;            }        }    }

finally中就有把out置为null的代码,所以有时候不需要自己手动置为null。

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