流(Stream)设计为只能读取一次的原因

1.流的性质:数据的线性读取

流(InputStream、ServletInputStream等)本质上是从数据源(如文件、网络、HTTP 请求等)中顺序地传递数据,并且每个字节都只通过一次。当你从流中读取数据时,系统从底层数据源中提取字节数据并将其传递给你。由于这种传递是线性的(顺序的),一旦数据被读取,流就不再持有这些数据,因而无法重新读取。

示例

读取一个文件流时,系统逐个读取文件中的字节,传递给应用程序。读取到的数据已经从文件中“流过”,你不能要求重新读取那些已经处理过的数据,除非你重新打开文件流。

2.资源效率:避免数据复制

设计为“只能读取一次”可以避免将整个数据内容保存在内存中。这种做法特别适合于处理大量数据(如大文件或网络流量),因为将所有数据一次性加载到内存中是不切实际且资源消耗巨大的。

如果流支持多次读取,那么在每次读取时都需要在某个地方(如内存)缓存已读取的数据,以便之后可以重新读取。这不仅占用内存,还会增加实现的复杂性。

通过设计成一次性读取,流的实现可以使用较少的资源,尤其是在处理大数据或连续的数据流时(如网络或文件读取)。

3.延迟加载(Lazy Loading)

流可以通过延迟加载的方式处理数据,即数据只在被读取时才会从源中传输过来,而不是一次性加载所有数据。例如,网络请求的响应体可以是流式的,在数据从网络中到达之前,不会被完全读取或加载。

这种设计允许应用在需要数据时才开始读取,而不是预先占用资源。由于流数据是动态产生的,在数据源结束传输或读取完成之前,内容是不可预见的,这也是流式处理的优势。

4.数据来源的特性

许多数据源是瞬时的不可重复的,这意味着它们只能被消费一次。例如:

网络请求:当通过InputStream读取 HTTP 请求体时,数据是从网络传输过来的,一旦被读取就会从传输链路中消失。如果你想重新读取,就需要重新发起一次请求。

文件:对于文件流来说,虽然可以重新打开文件重新读取,但这意味着必须建立新的流对象来重新读取文件的内容,原来的流一旦读取完毕就失效。

5.简单且高效的设计

设计为“读取一次”使得流的实现简单而高效。流处理的数据通常是连续的,处理过程与数据传输同步,因此只需一次性读取和处理即可。这种方式的实现减少了复杂的控制流和缓存机制的需求,使其更高效地管理内存和其他系统资源。

6.如何处理需要多次读取的情况

尽管流设计为只能读取一次,但在某些场景下可能需要多次读取。为了处理这种需求,常见的解决方案有:

缓存流数据:通过包装器类如ContentCachingRequestWrapper,你可以在第一次读取时将数据缓存起来,以便后续可以重新读取。这种方式虽然灵活,但也需要占用额外的内存或存储。

重新打开流:对于文件、数据库等可持久化的数据源,可以通过重新打开流来实现多次读取。尽管这种方法有效,但它要求数据源是可重复访问的,且每次读取可能有一定的性能开销。

双向流处理:对于一些高级场景,可以通过管道(PipedInputStream和PipedOutputStream)的方式处理输入和输出流,或者将数据一次性读取到ByteArrayInputStream以便多次读取。

总结

流设计为只能读取一次,主要是基于以下几点:

资源效率:避免不必要的数据缓存,特别适合处理大数据。

延迟加载:数据按需读取,节省内存和计算资源。

数据源特性:很多数据源(如网络、文件)本质上是一次性的,不支持重新读取。

简单高效:一次性读取设计使得流的实现更简单、更高效。

通过设计为一次性读取,流可以更好地处理大规模、持续的数据传输场景,同时保持系统资源的低消耗。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 204,189评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,577评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 150,857评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,703评论 1 276
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,705评论 5 366
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,620评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,995评论 3 396
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,656评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,898评论 1 298
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,639评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,720评论 1 330
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,395评论 4 319
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,982评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,953评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,195评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 44,907评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,472评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容