PipedInputStream詳解

PipedInputStream是Java IO提供的一個管道輸入流，用於將數據從一個線程傳遞到另一個線程。與其他輸入流不同，PipedInputStream沒有關聯數據源，而是通過PipedOutputStream向其中寫入數據。

一、PipedInputStream的構造方法

PipedInputStream的構造方法非常簡單，只有一個默認構造方法和一個帶參數的構造方法：

public PipedInputStream()          

public PipedInputStream(PipedOutputStream src) throws IOException

默認構造方法創建一個未連接的管道輸入流。帶參數的構造方法創建一個連接到PipedOutputStream的管道輸入流。

我們可以通過PipedOutputStream將輸出流連接到PipedInputStream，從而實現數據的傳輸，例如：

PipedOutputStream pos = new PipedOutputStream(); 
PipedInputStream pis = new PipedInputStream(pos);

上面代碼中，pos和pis兩個對象被相互連接，pis將從pos中讀取數據。

二、PipedInputStream的主要方法

PipedInputStream繼承了InputStream抽象類，所以有InputStream的基本方法，例如：read(),available(),close()等。此處只對PipedInputStream獨有的方法進行介紹：

1、connect(PipedOutputStream src)

該方法用於將管道輸入流連接到指定的管道輸出流，從而實現數據的傳輸。

public void connect(PipedOutputStream src) throws IOException

例如：

PipedOutputStream pos = new PipedOutputStream();
PipedInputStream pis = new PipedInputStream();
pis.connect(pos);

2、receive()

該方法用於從PipedOutputStream中讀取一個byte，如果沒有數據可讀則會阻塞當前線程。

public synchronized int receive() throws IOException

例如：

PipedOutputStream pos = new PipedOutputStream();
PipedInputStream pis = new PipedInputStream(pos); 
int data = pis.receive();

上面代碼從pis中讀取一個byte數據，如果沒有可讀數據，則會阻塞當前線程。

三、PipedInputStream與線程之間的通信

PipedInputStream與PipedOutputStream的最大優點就是可以通過它們實現線程之間的通信。一般情況下，一個線程作為輸入流的讀取者，另一個線程作為輸出流的寫入者。

1、PipedInputStream作為數據讀取者

PipedInputStream通常用作線程之間的數據接受者，例如：

public class InputThread extends Thread{
    private PipedInputStream pis;
    public InputThread(PipedInputStream pis){
        this.pis=pis;
    }
    public void run(){
        try {
            int data=pis.read();           //讀取數據
            System.out.println(data);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            try {
                pis.close();                 //關閉輸入流
            }catch (IOException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

上面代碼中，InputThread通過read()方法從PipedInputStream中讀取數據，並輸出到控制台。

2、PipedOutputStream作為數據寫入者

PipedOutputStream通常用作線程之間的數據發送者，例如：

public class OutputThread extends Thread{
    private PipedOutputStream pos;
    public OutputThread(PipedOutputStream pos){
        this.pos=pos;
    }
    public void run(){
        try {
            pos.write(1);               //向管道輸出流中寫入1
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            try {
                pos.close();            //關閉管道輸出流
            }catch (IOException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
} 

上面代碼中，OutputThread通過write(1)向PipedOutputStream中寫入數據1，數據會被傳輸到PipedInputStream中。

四、PipedInputStream的作用

PipedInputStream通過提供管道輸入流與輸出流之間的連接，實現了線程之間數據的傳輸。其應用具有以下特點：

1、線程間數據傳輸不使用內存緩衝區

由於PipedInputStream內部採用了一種環形緩存機制，可以不使用內存緩衝區實現線程間的數據直接傳輸。

2、線程間數據傳輸的性能高

PipedInputStream與PipedOutputStream的數據傳輸使用了同步鎖機制，確保了數據傳輸的線程安全。

3、簡化線程編程（Thread Programming）

由於PipedInputStream的管道數據傳輸機制，使線程編程的實現非常簡單易懂。

五、總結

PipedInputStream是Java IO中的一個管道輸入流，用於實現線程之間的通訊。其應用滿足線程間數據傳輸高效、線程編程簡單易懂等特點，因此在Java多線程編程中具有較為廣泛的應用。