InputStream、OutputStream


Java將輸入/輸出（Input/Output）抽象化串流的概念，資料有其來源及目的地，銜接兩者的是串流物件。以比喻的方式來說，資料就好比水，藉由水管的銜接，由一端流向另一端。



從應用程式的角度來看，如果你要將資料從來源取出，則可以使用輸入串流，如果要將資料寫入目的地，則可以使用輸出串流。在Java中，輸入串流的代表物件為InputStream，輸出串流的代表物件為OutputStream。無論資料來源或目的地為何，只要你設法取得InputStream或OutputStream的實例，接下來操作輸入輸出的方式都是一致，而無需理會來源或目的地的真正形式。

舉個例子來說，你可以設計一個通用的dump()方法：
    public static void dump(InputStream input,
                            OutputStream output,
                            int dataLength) throws Exception {
        byte[] data = new byte[dataLength];
        int length = -1;
        while((length = input.read(data)) != -1) {
            output.write(data, 0, length);
        }
        input.close();
        output.close();
    }

這個方法並沒有限定來源或目的地真實形式，而是依賴於抽象的InputStream、OutputStream。如果你要將某個檔案dump為另一個檔案，則可以這麼使用它：
dump(new FileInputStream(args[0]), new FileOutputStream(args[1]), 1024);

如果你要指定下載某個網路上的檔案，則可以這麼使用它：
dump((new URL(args[0])).openStream(), new FileOutputStream(args[1]), 1024);

無論你的來源或目的地實體形式為何，只要想辦法取得InputStream或OutputStream，接下來其實都是操作InputStream或OutputStream的形式。例如以下是個使用ServerSocket接受客戶端連線的例子：
ServerSocket server = null;
Socket client = null;
try {
    server = new ServerSocket(port);
    while(true) {
        client = server.accept();
        InputStream input = client.getInputStream();
        OutputStream output = client.getOutputStream();
        // 接下來就是操作 InputStream、OutputStream 實例了...
        ...
    }
}
catch(IOException ex) {
    ....
}

一個使用Servlet讀取一個檔案並輸出至瀏覽器的例子則是如下：
response.setContentType("application/pdf");
InputStream in = this.getServletContext()
                     .getResourceAsStream("/WEB-INF/jdbc.pdf");
OutputStream out = response.getOutputStream();
byte[] data = new byte[1024];
int length = -1;
while((length = in.read(data)) != -1) {
    out.write(data, 0, length);
}
in.close();
out.close();

InputStream、OutputStream所提供的是基本的操作，如果想要為輸入輸出的資料作加工處理，則可以使用其一些子類別，這些子類別本身在建構時，都可以接受InputStream、OutputStream實例，例如具備緩衝區作用的 BufferedInputStream、 BufferedOutputStream，具備資料轉換處理作用的 DataInputStream、 DataOutputStream，具備物件序列化能力的 ObjectInputStream、 ObjectOutputStream 等。

InputStream、OutputStream 與以上所提及的一些子類別（當然還有別的），實現了設計模式中的 Decorator 模式。無論是 BufferedInputStream、 BufferedOutputStream、 DataInputStream、 DataOutputStream、 ObjectInputStream、 ObjectOutputStream 等，其本身都沒有改變 InputStream、OutputStream 的行為，只不過在 InputStream 取得資料之後，再作一些加工處理，或者是要輸出時作一些加工處理，再交由 OutputStream 真正進行輸出。

這有點像是小水管接上大水管：


只要了解InputStream、OutputStream抽象了資料來源與目的地的概念，以及了解InputStream、OutputStream及其子類別實現了Decorator 模式，無論實體來源時目的地為何（網路？資料庫？檔案？），無論打算對資料作何種加工處理（套上哪個水管？甚至套接多個加工處理的水管？），就不再會被java.io套件中眾多的API給搞混。