Java IO 流的关闭

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Java IO 流的关闭

1. 概述

在 Java IO 操作领域内，确保正确关闭 IO 流是非常重要的。这对于资源管理和代码的健壮性至关重要。

在本教程中，我们将详细探讨为什么需要关闭 IO 流。

2. 不关闭 IO 流会发生什么？

在完成对它们的所有操作后，显式关闭 IO 流始终是一个好习惯。忽略关闭它们可能会导致各种问题。

在这一部分，我们将看看这些问题。

2.1. 资源泄漏

每当我们打开一个 IO 流时，它总是用一些系统资源。这些资源直到 IO 流的 close() 方法被调用才会被释放。

某些 IO 流实现可以在它们的 finalize() 方法中自动关闭自己。_finalize() 方法在垃圾收集器（GC）被触发时调用。

然而，没有保证 GC 会被触发，也没有保证它何时被调用。资源可能在 GC 被调用之前就已经耗尽。因此，我们不应该完全依赖 GC 来回收系统资源。

2.2. 数据损坏

我们经常将 BufferedOutputStream 包装在 OutputStream 周围，以提供缓冲功能，减少每次写操作的开销。这是一种常见的做法，旨在提高写数据的性能。

BufferedOutputStream 内部的缓冲区是一个用于临时存储数据的暂存区。当缓冲区达到一定大小或调用 flush() 方法时，数据将被写入目标。

当我们完成向 BufferedOutputStream 写入数据后，最后一块数据可能还没有写入目标，导致数据损坏。调用 close() 方法会调用 flush() 将缓冲区中的剩余数据写入。

2.3. 文件锁定

当我们使用 FileOutputStream 向文件写入数据时，一些操作系统（如 Windows）会将文件保持在我们的应用程序中。这阻止了其他应用程序写入甚至访问文件，直到 FileOutputStream 被关闭。

现在让我们来看看一些关闭 Java IO 流的方法。这些方法帮助我们避免我们讨论的问题，并确保适当的资源管理。

3.1. try-catch-finally

这是关闭 IO 流的传统方式。我们在 finally 块中关闭 IO 流。这确保了无论操作是否成功，都会调用 close() 方法：

InputStream inputStream = null;
OutputStream outputStream = null;

try {
    inputStream = new BufferedInputStream(wrappedInputStream);
    outputStream = new BufferedOutputStream(wrappedOutputStream);
    // 流操作...
} finally {
    try {
        if (inputStream != null)
            inputStream.close();
    } catch (IOException ioe1) {
        log.error("无法关闭 InputStream");
    }
    try {
        if (outputStream != null)
            outputStream.close();
    } catch (IOException ioe2) {
        log.error("无法关闭 OutputStream");
    }
}

正如我们所展示的，close() 方法也可能引发 IOException。因此，当关闭 IO 流时，我们必须在 finally 块中再放置一个 try-catch 块。当有大量 IO 流需要处理时，这个过程变得繁琐。

3.2. Apache Commons IO

Apache Commons IO 是一个多功能的 Java 库，为 IO 操作提供实用类和方法。

要使用它，让我们在 pom.xml 中包含以下依赖项：

`<dependency>`
    `<groupId>`commons-io`</groupId>`
    `<artifactId>`commons-io`</artifactId>`
    `<version>`2.15.1`</version>`
`</dependency>`

Apache Commons 库简化了在 finally 块中关闭 IO 流等复杂任务：

InputStream inputStream = null;
OutputStream outputStream = null;

try {
    inputStream = new BufferedInputStream(wrappedInputStream);
    outputStream = new BufferedOutputStream(wrappedOutputStream);
    // 流操作...
} finally {
    IOUtils.closeQuietly(inputStream);
    IOUtils.closeQuietly(outputStream);
}

IOUtils.closeQuietly() 有效地关闭 IO 流，无需进行空值检查，并处理关闭过程中发生的异常。

除了 IOUtils.closeQuietly()，该库还提供了 AutoCloseInputStream 类来自动关闭包装的 InputStream：

InputStream inputStream = AutoCloseInputStream.builder().setInputStream(wrappedInputStream).get();

byte[] buffer = new byte[256];
while (inputStream.read(buffer) != -1) {
    // 其他操作...
}

上述示例从 InputStream 中读取数据。AutoCloseInputStream 在到达输入的末尾时自动关闭 InputStream，这是通过从 InputStream 的 read() 方法中获取 -1 来确定的。在这种情况下，我们甚至不需要显式调用 close() 方法。

3.3. try-with-resources

try-with-resources 块是在 Java 7 中引入的。它被认为是关闭 IO 流的首选方式。

这种方法允许我们在 try 语句中定义资源。 资源是在我们完成使用后必须关闭的对象。

例如，实现 AutoClosable 接口的类如 InputStream 和 OutputStream 被用作资源。它们将在 try-catch 块之后自动关闭。这消除了在 finally 块中显式调用 close() 方法的需要：

try (BufferedInputStream inputStream = new BufferedInputStream(wrappedInputStream);
     BufferedOutputStream outputStream = new BufferedOutputStream(wrappedOutputStream)) {
    // 流操作...
}

Java 9 进一步改进了 try-with-resources 语法。我们可以在 try-with-resources 块之前声明资源变量，并直接在 try 语句中指定它们的变量名：

InputStream inputStream = new BufferedInputStream(wrappedInputStream);
OutputStream outputStream = new BufferedOutputStream(wrappedOutputStream);

try (inputStream; outputStream) {
    // 流操作...
}

4. 结论

在本文中，我们检查了关闭 IO 流的各种策略，从在 finally 块中调用 close() 方法的传统方法到 Apache Commons IO 等库提供的更简化的方法，以及 try-with-resources 的优雅。

有各种技术可供选择，我们可以根据自己的代码库选择最佳方法，并确保顺畅且无错误的 IO 操作。

像往常一样，文章中展示的源代码可以在 GitHub 上找到。