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Okio好在哪兴化市E企盈小程序里?

/   今日科技快讯   /9月17日,在支付宝开放日活动中,支付宝小程序宣布将与新浪微博在场景、产品以及平台三大层面实现全面互通。微博副总裁田利英表示,微博与支付宝小程序的互通将打造一个多端融合的生态,可以重新勾画用户内容消费服务场景,在完成资源整合的同时连接更多的服务与优质内容,实现流量更高效地变现。/   作者简介   /本篇文章来自老司机MxsQ的投稿,分享了对Okio的理解,相信会对大家有所帮助!同时也感谢作者贡献的精彩文章。MxsQ的博客地址:

https://www.jianshu.com/u/9cf1f31e1d09

/   前言   /与很多Android小伙伴一样,接触到Okio也是在接触Okhttp之后。在Okhttp中,每个请求通过拦截链处理,而Okio则在CallServerInterceptor中,对建立起连接的请求进行读写。刚好自己对Java原生IO也不熟,就两个一起学了。本篇文章分为三个部分,第一部分介绍IO,第二部分简要介绍Java中的IO,第三部分介绍Okio。熟悉的部分自行跳过。/   什么是IO   /程序与运行时数据在内存中驻留,由CPU负责执行,涉及到数据交换的地方,如磁盘、网络等,就需要IO接口。IO中涉及到输入流 Input Stream 与输出流 Output Stream的概念,用来表达数据从一端,到达另一端的过程。Input Stream 与 Output Stream 可以以内存作为参照标准,加载到内存的,是输入流,而从内存中输出到别的地方,如磁盘、网络的,则称为输出流。比如File存于磁盘中,程序获取File数据用来进行其它操作,这是将数据读入内存中的过程,所以为输入流。反之,程序将各种信息保存入File中,是将数据读出内存的过程,所以为输出流;再比如,网络操作,请求从客户端来到服务端,也就是数据从客户端到达了服务端,那么对于客户端,是输出流,对服务端,是输入流,响应则相反。如图:IO原理用户态:对于操作系统而言,JVM只是一个用户进程(应用程序),处于用户态空间中,处于用户态空间的进程是不能只能操作底层的硬件(磁盘/网卡)。系统调用:区别于用户进程调用,系统调用时操作系统级别的api,比如java IO的读取数据过程(使用缓冲区),用户程序发起读操作,导致“syscall read”系统调用,就会把数据搬入到一个buffer中;用户发起写操作,导致“syscal write”系统调用,将会把一个buffer中的数据搬出去(发送到网络中 or 写入到磁盘文件)。内核态:用户态的进程要访问磁盘/网卡(也就是操作IO),必须通过系统调用,从用户态切换到内核态(中断,trap),才能完成。局部性原理:操作系统在访问磁盘时,由于局部性原理,操作系统不会每次只读取一个字节(代价太大),而是借助硬件直接存储器存取(DMA)一次性读取一片(一个或者若干个磁盘块)数据。因此,就需要有一个“中间缓冲区”——即内核缓冲区。先把数据从磁盘读到内核缓冲区中,然后再把数据从内核缓冲区搬到用户缓冲区。用户态于内核态的转化时耗时操作,甚至可能比所要执行的函数执行时间还长,应用程序进行IO操作时,应尽量减少转换操作。并且由于局部性原理,操作系统度读取数据是整片读取的,假设一片的数据为4096字节,那么0~4096字节范围内的数据,对于操作系统来说,读取时间差异是可以忽略不计的。因此,缓冲区的是为了解决速度不匹配问题。/   Java原生IO   /Java程序自然要遵守并利用IO的特点。在Java里,输入流为InputStream的子类,输出流为OutputStream的子类,并且具体的读操作read()与写操作write(),均有具体场景下的具体子类来实现。而涉及到IO操作,就抛不开BufferedInputStream和BufferedOutputStream,前者对应输入流,后者对应输出流,这两个类是流上缓冲区的实现。假设要将一些自定义的数据写入文件中,那构建出的输出流可能如下:

new DataOutputStream(new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(“filePath”)));其中DataOutputStream功能为转译,将数据转换成对应字节,BufferedOutputStream为缓冲,FileOutputStream则为具体输出实现,也就是调用下层API的上层触发点。实际上,输入流与输出流类似,流的构造涉及装饰模式,这样可以把想要的功能拼装起来。IO操作涉及到的类有很多,不一一介绍,主要看BufferedInputStream与BufferedOutputStream如何实现缓冲功能。输入流缓冲 BufferedInputStreamBufferedInputStream的读取操作有:

    read():读取下一个字节read(byte b[], int off, int len):读取一段数据到b[]中看读取一段数据,读取下一字节的API自然能理解:

     // 默认的缓冲区存储数据大小    private static int DEFAULT_BUFFER_SIZE = 8192;    // 存储缓冲区数据    protected volatile byte buf[];    // 当前缓冲区的有效数据 = count – pos    protected int count;    // 当前缓冲区读的索引位置,在pos前的数据是无效数据    protected int pos;    // 当前缓冲区的标记位置,需要配合 mark() 和 reset()使用    // mark()将pos位置索引到到markpos    // reset() 将pos值重置为markpos,当再次read()数据时,会从mark()标记的位置开始读取数据    protected int markpos = -1;    // 缓冲区可标记位置的最大值    protected int marklimit;    public synchronized int read(byte b[], int off, int len)        throws IOException    {        // 获取buf,在流关闭情况下buf被释放        getBufIfOpen();        // 检查要获取的数据(假设有),b[]是否内存得下        if ((off | l开通防溢乳垫小程序电话:4006-838-530en | (off + len) | (b.length – (off + len)))  0) {            throw new IndexOutOfBoundsException();        } else if (len == 0) {            return 0;        }        int n = 0;        for (;;) {            // 读取数据到b[], nread为已读取的数量            int nread = read1(b, off + n, len – n);            // 已按照需求,将要求的数据读取到b[]            if (nread = 0)                return (n == 0) ? nread : n;            // 记录已读取到的数据数            n += nread;            if (n = len)                return n;           // 是BufferedInputStream装饰的输入流,BufferedInputStream只负责缓冲            InputStream input = in;            // 如果输入流已关闭或者再没有可读数据,则返回            if (input != null && input.available() = 0)                return n;        }    }读取操作需要通过私有函数read1()进行读取,每次读取完后,read1()都会返回int表示读取到的字节数,-1则表示没有读取或读取不到数据,这种情况直接向上返回。接着,用n记录每次读取到的数据,因为将数据读取到 b[] 很可能一次读取不满。当n满足读取需求或是再无可读取数据时,向上返回。

      private int read1(byte[] b, int off, int len) throws IOException {        // 缓冲区有效数据数量        int avail = count – pos;        if (avail = 0) {            // 进到这里说明缓冲区没有可读取的数据            // 需要读取的数据量大于缓冲区能读取的大小,使用缓冲区无意义            // 直接交给in去读取            if (len = getBufIfOpen().length && markpos  0) {                return getInIfOpen().read(b, off, len);            }            // 缓冲区已没有可读取的数据,对缓冲区填充            fill();            // 记录缓冲区有效数据            avail = count – pos;            // 这里说明已经读不到有效数据            if (avail = 0) return -1;        }        // 将要读入 b[] 的数据量        int cnt = (avail  len) ? avail : len;        // 将缓冲区的数据读入 b[]        System.arraycopy(getBufIfOpen(), pos, b, off, cnt);        // 更新缓冲区索引位置,在fill()会被重重        pos += 开通中老年女装小程序电话:4006-838-530cnt;        return cnt;    }read1()将数据读入 b[],需要是从缓冲区读取还是直接从in读取需要看具体情况。需要注意,如果要读取的数据量len大于缓冲区存储的数据量,就直接从in读取,因在在这种情况下使用缓冲策略不能带来优化。缓冲的作用,是用来模仿CPU读取数据整块读取的习惯,在块的数据范围内,速度差异是可以不计的,因此缓冲可以拿到整块的数据,在从缓冲区中读取不超过块范围的数据,是不用经过系统调用的。而在len大于缓冲区内存储的数据量情况下,如果使用缓冲策略,不仅用不到缓冲区的优势,反而增加了系统调度次数。read1() 读取数据可用下图表示:剩下填充缓冲区操作fill()。

      private void fill() throws IOException {        // 获取缓冲区        byte[] buffer = getBufIfOpen();        if (markpos  0)            // 没有使用mark功能,重置pos            pos = 0;                    else if (pos = buffer.length)              if (markpos  0) {                 int sz = pos – markpos;                // 将 pos ~ markpos 之间的数据向左移动                // 移动完后数据位于 0 ~ sz,移动完后目前sz之后的数据无效                System.arraycopy(buffer, markpos, buffer, 0, sz);                pos = sz;                markpos = 0;            } else if (buffer.length = marklimit) {                // 缓冲区容量大于可标记限制,所有数据都不要了                // mark标记也不要了                markpos = -1;                pos = 0;             } else if (buffer.length = MAX_BUFFER_SIZE) {                // 缓冲区容量过大,抛出异常                throw new OutOfMemoryError(“Required array size too large”);            } else {                // 可标记区域大于缓冲区容量,对缓冲区进行扩容                int nsz = (pos = MAX_BUFFER_SIZE – pos) ?                        pos * 2 : MAX_BUFFER_SIZE;                if (nsz  marklimit)                    nsz = marklimit;                byte nbuf[] = new byte[nsz];                System.arraycopy(buffer, 0, nbuf, 0, pos);                if (!bufUpdater.compareAndSet(this, buffer, nbuf)) {                    throw new IOException(“Stream closed”);                }                buffer = nbuf;            }        // 记录count位置        count = pos;        // 向in读取数据,数量为缓冲区容量 – 当前缓冲区索引        int n = getInIfOpen().read(buffer, pos, buffer.length – pos);        // 读到有效数据,更新count        if (n  0)            count = n + pos;    }主要理解,从in读取缓冲数据,并更新pos和count,因为count – pos 得到缓冲区有效数据,pos则是有效数据的起点。输出流缓冲 BufferedOutputStream与输入流BufferedInputStream相似,输出流BufferedOutputStream同样是为了减少系统调度,只不过二者的数据走向方向相反。BufferedOutputStream接收数据并存入缓冲区,在缓冲池满或者主动调用flush()之后,触发系统调度,将缓冲池数据写出。平时可能少见触发flush()操作,在关闭输出流接口操作close()时,也会线触发flush()操作。与分析BufferedInputStream时类似,输出流BufferedOutputStream直接看write()。

     public synchronized void write(byte b[], int off, int len) throws IOException {        if (len = buf.length) {            // 要写出的数据大于缓冲区的容量,也不用缓冲区策略            // 先将缓冲区数据写出            flushBuffer();            // 再直接通过输出流out直接将数据写出            out.write(b, off, len);            return;        }        if (len  buf.length – count) {            // 要写出的数据大于缓冲区还可写入的容量,将缓冲区数据写出            flushBuffer();        }        // 将要写出的数据写入到缓冲区        System.arraycopy(b, off, buf, count, len);        // 更新缓冲区已添加的数据容量        count += len;    }当数据大于缓冲区容量时,不使用缓冲策略的原因和与分析写入流类似,都是尽可能少的进行系统调度,输出流缓冲写出过程可用下图表示。flushBuffer()就比较简单了,触发out输出流写出数据。

     private void flushBuffer() throws IOException {        if (count  0) {            out.write(buf, 0, count);            count = 0;        }    }/   IO缓冲小结   /IO缓冲区的存在,减少了系统调用。也就是说,如果缓冲区能满足读入/写出需求,则不需要进行系统调用,维护系统读写数据的习惯。从上面学习的内容来看,不管是读入还是写出,缓冲区的存在必然涉及copy的过程,而如果涉及双流操作,比如从一个输入流读入,再写入到一个输出流,那么这种情况下,在缓冲存在的情况下,数据走向是:

      – 从输入流读出到缓冲区- 从输入流缓冲区copy到 b[]- 将 b[] copy 到输出流缓冲区- 输出流缓冲区读出数据到输出流上面情况存在冗余copy操作,Okio应运而生。/   Okio实现   /在Okio里,解决了双流操作时,中间数据 b[] 存在冗余拷贝开通Mini小程序电话:4006-838-530的问题。虽然这不能概括Okio的优点,但却是足够亮眼以及核心的优点。Okio可以通过:

       implementation(“com.squareup.okio:okio:2.4.0”)引入,如果已引入Okttp3或者Retrofit,则无需再引入。Okio使用Segment来作为数据存储手段。Segment 实际上也是对 byte[] 进行封装,再通过各种属性来记录各种状态。在交换时,如果可以,将Segment整体作为数据传授媒介,这样就没有具体数据的copy过程,而是交换了对应的Segment引用。Segment的数据结构如下:

      final class Segment {  // 默认容量  static final int SIZE = 8192;  // 最小分享数据量  static final int SHARE_MINIMUM = 1024;  // 存储具体数据的数组  final byte[] data;  // 有效数据索引起始位置  int pos;  // 有效数据索引结束位置  int limit;  // 指示Segment是否为共享状态  boolean shared;  // 指示当前Segment是否为数据拥有者,与shared互斥  // 默认构造函数的Segment owner为true,当把数据分享  // 出去时,被分享的Segment的owner标记为false  boolean owner;  // 指向下一个Segment  Segment next;  // 指向前一个Segment  Segment prev;}除了用来存储具体数据的byte[]数据外,以 pos ~ limit 来标记有效的数据范围。Segment被涉及成可以被分割,在将Segment分割成两个Segment时,就会进行数据分享,即使用相同的byte[] 数组,只不过 pos ~ limit 标记不同罢了。在分享否,就需要区分个Segment是owner,哪个Segment是shared,这样,就需要对应的标志进行标记。也不难看出,Segment可以采用双向链表结构进行连接。这里不妨先看看Segment的分割函数split()。/   Segment分割   /

       public Segment split(int byteCount) {    // byteCount表示要分割出去的数据大小    // 如果byteCount大于Segment拥有的有效数据大小,抛出异常    if (byteCount = 0 || byteCount  limit – pos) throw new IllegalArgumentException();    Segment prefix;    if (byteCount = SHARE_MINIMUM) {      // 大于分割阀值 1024,进行数据共享      // 这个情况 prefix.pos = this.pos      prefix = new Segment(this);    } else {      // 小于分割阀值,从缓存池里换取Segment,将所需数据copy到      // 新的Segment中,这里就没有使用到共享      // 这个情况 prefix.pos = 0;      prefix = SegmentPool.take();      System.arraycopy(data, pos, prefix.data, 0, byteCount);    }    // 更新当前Segment.pos与新的Segment.limit    prefix.limit = prefix.pos + byteCount;    pos += byteCount;    // 将Segment加入到当前Segment节点的后面    prev.push(prefix);    return prefix;  }上面的代码描述情况可以用下图表示分割操作视byteCount大小,有不同选择。byteCount大于阀值时,新建Segment,并与当前的Segment共享byte[]数据,其中,当前Segment的的索引范围为[pos + byteCount] ~ [limit],新的Segmetn索引范围为[pos] ~ [pos + byteCount] ; byteCount小于阀值时,则通过copy操作,将所需数据搬运到新的Segment。/   Segment缓存池   /slipt()操作中可以看到缓存池SegmentPool的身影。与大多数缓存池一样,SegmentPool避免的内存的重新分配。SegmentPool存储的大小为 64 * 1024, Semgent数据存储大小为 8192,因此最多存下8个Segment。SegmentPool复用IO操作中分配到的内存,也是得益于Segment的设计,当涉及到多流操作时,效果明显。取操作为 take(),回收操作为 recycle() ,存储方式为单向链表,这里不多说。/   Okio中的角色   /说了那么多,在看看看Okio中涉及的到角色Source和Sink对应IO中的输入流和输出流,Source的实现类实现需read(Buffer sink, long byteCount) throws IOException; Sink的实现类实现write(Buffer source, long byteCount)。不难猜测,在Okio中以Buffer作为操作媒介,可以发挥它的最大优势。BufferedSource 和 BufferedSink对应IO中输入流缓冲和输出流缓冲,提供对外的API进行读写操作。Okio入口类,工厂类,提供source方法可以得到一个Source输入流,提供sink方法得到一个Sink输出流。两种方法可接受的入参都可为 File、Socket、InputStream / OutputStream。对每个对应的方法进行查看,Okio并没有改变各种Java 输入输出流的对应装饰对象的构造,在构造上,对于涉及到的上面说到的入参,构造起来比较方便。也能看出,Okio并没有打算改变底层的IO方式,旨在弥补原声IO框架上的不足。Segment这一部分开篇已现对Segment进行了介绍。除了介绍都的内容外,Segment可以以单链、双链的方式存储。提供了pop()将自己从链中删除,返回下一节点;push()将一个Segment加在自己后面,这两个对于链表的操作不做深入。既然提供了split()方法进行分割,自然也提供了compact()方法Segment进行合并,前提是用来做合并的Segment的剩余容量装得下,也不做深入。SegmentPoll复用Segment,前面说过,不赘述。RealBufferedSource,RealBufferdSink为BufferedSource 和 BufferedSink的实现类。BufferOkio使用了Segment作为数据存储的方式,自然要提供对应的缓冲方式来操作Segment,Segment在Buffer中以双向链表形式存在。Buffer则负责此项事务。Buffer也实现了BufferedSource和BufferedSink,这是因在使用Okio提供的输入/输出缓冲时,都需要进行缓冲处理,均由Buffer来处理,这样使API对应。TimeOut提供超时功能,希望IO能在一定时间内进行完毕,否则视为异常。分两种情况,同步超时和异步超时。

        同步超时:在每次读写中判断超时条件,因为处于同步方法,因此当IO发生阻塞时,不能及时响应。异步超时:用单独的线程监控超时条件,如果IO发生阻塞,并且检测到超时,抛出IO异常,阻塞终止。这部分也不做深入。/   缓冲实现   /假设使用Okio复制一个文件,那么实例代码可能是这样的

           /**             * 构造带缓冲的输入流             */            Source source = null;            BufferedSource bufferedSource = null;            source = Okio.source(new File(“yourFilePath”));            bufferedSource = Okio.buffer(source);            /**             * 构造带缓冲的输出流             */            Sink sink = null;            BufferedSink bufferedSink = null;            sink = Okio.sink(new File(“yourSaveFilePath”));            sink = Okio.buffer(sink);            int bufferSize = 8 * 1024; // 8kb            // 复制文件            while (!bufferedSource.exhausted()){                // 从输入流读取数据到输出流缓冲                bufferedSource.read(                        bufferedSink.buffer(),                        bufferSize                        );                // 输出流缓冲写出                bufferedSink.emit();            }            source.close();            sink.close();上面代码中,Okio.source() 和 Okio.sink() , Source 接收的输入流为 FileInputStream, Sink接收输出流为FileOutputStream。Okio.buffer 和 Okio.sink分别返回 RealBufferedSource, 和 RealBufferedSink,Buffer作为这两个类的成员变量存在,在实例化时初始化,这部分代码不贴出。主要看 RealBufferedSource.read()。

         @Override public long read(Buffer sink, long byteCount) throws IOException {    // 用来接收数据的Buffer 不能为空    if (sink == null) throw new IllegalArgumentException(“sink == null”);    // 读取数据不能为负数    if (byteCount  0) throw new IllegalArgumentException(“byteCount  0: ” + byteCount);    if (closed) throw new IllegalStateException(“closed”);    // 缓冲区没有数据了    if (buffer.size == 0) {      // 从输入流中读取数据      long read = source.read(buffer, Segment.SIZE);      if (read == -1) return -1;    }    // 比较 byteCount 与 缓冲中的数据容量,得到到实际要读取的数据量    long toRead = Math.min(byteCount, buffer.size);    // 从Buffer 中读取数据    return buffer.read(sink, toRead);  }与Java原生的缓冲方式类似,都先考虑缓冲区中的数据情况,如果缓冲区中没有数据,则先向流读取数据填充缓冲区,再根据所需读取容量与实际缓冲区中存有的数据容量进行读取。这里有一点和Java原生的不同,如果byteCount的数据超出Segment的容量的话,不会直接向流读取。可以看出Okio非常希望以Segment为单位来对流数据进行操作,看接收byte[]为参数的read()的重载方法也最受这个规则。先看source.read(buffer, Segment.SIZE)。source通过之前Okio.source()得来,见Okio.source()。

         private static Source source(final InputStream in, final Timeout timeout) {    // 输入流不能为空    if (in == null) throw new IllegalArgumentException(“in == null”);    // 超时条件不能为空    if (timeout == null) throw new IllegalArgumentException(AD:【E企盈】模王系统:拼购电商卖货系统,直播电商系统,多商户入驻系统

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