在項目的開發(fā)過程中,當我們對文件進行讀寫操作時,不知道大家有沒有碰到這樣的問題。
有的同學(xué)在做一個讀取臨時文件數(shù)據(jù)的工作,當讀完文件內(nèi)容,準備將其刪除的時候,有時候會正常,但有時候會提示:操作無法完成,因為文件已在 Java? Platform SE binary 中打開,編譯器也會提示:Resource leak: "xxxx" is never closed。
(資料圖)
樣例代碼如下:
File file = new File("xxx.txt");// 實例化輸入流FileReader reader = new FileReader(file);// 緩沖區(qū)char[] buffer = new char[1024];// 分次讀取數(shù)據(jù),每次最多讀取1024個字符,將數(shù)據(jù)讀取到緩沖區(qū)之中,同時返回讀取的字節(jié)個數(shù)int len;while ((len = reader.read(buffer)) > -1) { // 字符轉(zhuǎn)為字符串 String msg = new String(buffer, 0, len); System.out.println(msg);}// 刪除文件file.delete();經(jīng)過排查,發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)該問題的原因是:讀取文件的 IO 流沒有正常的關(guān)閉,導(dǎo)致文件一直被流持有,刪除文件不成功!
那這么解決這個問題呢?答案其實也很簡單,當讀完 IO 流的數(shù)據(jù)或者寫完數(shù)據(jù),手動調(diào)用一下關(guān)閉流的方法,最后再進行刪除文件。
// 刪除文件之前,先將 IO 流關(guān)閉reader.close();// 刪除文件file.delete();可能有的同學(xué)會發(fā)出疑問,為什么 IO 流必須手動關(guān)閉,不能像其他的方法一樣坐等 GC 回收?
今天我們就一起來聊聊這個話題,以及如何正確的關(guān)閉 IO 流操作。
二、為什么 IO 流需要手動關(guān)閉?熟悉編程語言的同學(xué),可能知道,無論是 C 語言還是 C++,都需要手動釋放內(nèi)存,但是 Java 不需要。
這主要得益于 Java 的虛擬機垃圾回收機制,它可以幫助開發(fā)者自動回收內(nèi)存中的對象,不需要手動釋放內(nèi)存,但是有些東西它是無法回收的,例如端口、顯存、文件等,超出了虛擬機能夠釋放資源的界限。
如果對未關(guān)閉流的文件進行讀寫操作,可能就會報錯,告訴你這個文件被某個進程占用。如果不手動釋放資源,隨著資源占有量逐漸增多,垃圾會越來越多,最終可能導(dǎo)致系統(tǒng)無法存儲其他的資源,甚至?xí)霈F(xiàn)系統(tǒng)崩潰。
一般來說,只要存在 IO 流讀寫操作,無論使用到的是網(wǎng)絡(luò) IO 或者文件 IO,都是需要和計算機內(nèi)的資源打交道的,清理計算機上面的垃圾,Java 的虛擬機垃圾回收機制沒有這個能力。
熟悉 Java 虛擬機垃圾回收機制的同學(xué),可能知道 gc 有兩個顯著的特點:
gc 只能釋放內(nèi)存資源,而不能釋放與內(nèi)存無關(guān)的資源gc 回收具有不確定性,也就是說你根本不知道它什么時候會回收所以進行流的操作時,凡是跨出虛擬機邊界的資源都要求程序員自己手動關(guān)閉資源。
可能有的同學(xué)又發(fā)出疑問,我平時本地測試的時候沒有發(fā)現(xiàn)這個問題,為什么部署到線上就出這個提示的呢?
以讀取文件的FileInputStream流為例,其實里面隱含了一個finalize方法,當虛擬機進行垃圾回收之前,會調(diào)用這個方法。
打開源碼,你會發(fā)現(xiàn)底層調(diào)用的其實是close釋放資源的方法,可以看到 JDK 間接的幫助開發(fā)者進行最后一次的兜底。
/** * Ensures that the close method of this file input stream is * called when there are no more references to it. * * @exception IOException if an I/O error occurs. * @see java.io.FileInputStream#close() */protected void finalize() throws IOException { if ((fd != null) && (fd != FileDescriptor.in)) { /* if fd is shared, the references in FileDescriptor * will ensure that finalizer is only called when * safe to do so. All references using the fd have * become unreachable. We can call close() */ close(); }}這就解釋了,為什么只是時不時的會出現(xiàn)提示,并不是總是。這個方法什么時候被調(diào)用,這取決于虛擬機的垃圾回收頻次。
但是在實際的開發(fā)過程中,開發(fā)者不能完全依賴虛擬機幫你回收這些系統(tǒng)資源,只要涉及到流的操作,強烈建議大家一定要手動關(guān)閉釋放資源,避免出現(xiàn)一些不必要的bug。
具體如何手動釋放資源資源呢,我們接著看!
三、正確的關(guān)閉流姿勢介紹我們深知在操作 Java 流對象后要將流進行關(guān)閉,但是現(xiàn)實的情況卻往往不盡人意,原因是每個開發(fā)者的寫法可能不盡相同,不同的寫法導(dǎo)致出現(xiàn)各種千奇百怪的問題,下面我們一起來看看幾種關(guān)閉流的代碼案例!
寫法 1:在 try 中關(guān)流,而沒在 finally 中關(guān)流try { OutputStream out = new FileOutputStream("file"); // ...操作流代碼 out.close();} catch (Exception e) { e.printStackTrace();}當操作流代碼報錯的時候,這種寫法會導(dǎo)致流無法正常的關(guān)閉,因此不推薦采用!
正確的操作方式,應(yīng)該在finally里面完成,實例代碼如下:
OutputStream out = null;try { out = new FileOutputStream("file"); // ...操作流代碼} catch (Exception e) { e.printStackTrace();} finally { // 在 finally 中進行關(guān)閉,確保一定能被執(zhí)行 try { if (out != null) { out.close(); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); }}寫法 2:在關(guān)閉多個流時,將其放在一個 try 中在關(guān)閉多個流時,有的同學(xué)嫌棄麻煩,將其放在一個 try 中完成,實例代碼如下:
OutputStream out1 = null;OutputStream out2 = null;try { out1 = new FileOutputStream("file"); out2 = new FileOutputStream("file"); // ...操作流代碼} catch (Exception e) { e.printStackTrace();} finally { try { if (out1 != null) { // 如果此處出現(xiàn)異常,則out2流沒有被關(guān)閉 out1.close(); } if (out2 != null) { out2.close(); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); }}這種寫法下,當out1.close出異常的時候,out2.close是不會被正常關(guān)閉的,因此不推薦采用!
正確的操作方式,應(yīng)該是一個一個的close,別偷懶,實例代碼如下:
OutputStream out1 = null;OutputStream out2 = null;try { out1 = new FileOutputStream("file"); out2 = new FileOutputStream("file"); // ...操作流代碼} catch (Exception e) { e.printStackTrace();} finally { try { if (out1 != null) { out1.close(); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } try { if (out2 != null) { out2.close(); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); }}寫法 3:在循環(huán)中創(chuàng)建流,在循環(huán)外關(guān)閉有的同學(xué)在循環(huán)操作多個文件時,在循環(huán)外關(guān)閉文件流,實例代碼如下:
OutputStream out = null;try { for (int i = 0; i < 10; i++) { out = new FileOutputStream("file"); // ...操作流代碼 }} catch (Exception e) { e.printStackTrace();} finally { try { if (out != null) { out.close(); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); }}表面看上去好像沒有問題,但是實際上創(chuàng)建了 10 個 IO 流,try 里面的邏輯執(zhí)行完成之后,只是把最后的一個 IO 流對象賦予給了out參數(shù)。也就是當程序執(zhí)行完畢之后,只關(guān)閉了最后一個 IO 流,其它 9 個 IO 流沒用被手動關(guān)閉,因此不推薦采用!
正確的操作方式,應(yīng)該是在循環(huán)體內(nèi)close,別偷懶,實例代碼如下:
for (int i = 0; i < 10; i++) { OutputStream out = null; try { out = new FileOutputStream("file"); // ...操作流代碼 } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } finally { try { if (out != null) { out.close(); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } }}寫法 4:關(guān)閉多個流時,沒用遵循后定義先釋放原則有的同學(xué)在操作多個文件流時,操作完成之后,依照先后次序進行關(guān)閉文件流,實例代碼如下:
FileOutputStream fos = null;BufferedOutputStream bos = null;try { fos = new FileOutputStream("file"); bos = new BufferedOutputStream(fos); // ...操作流代碼} catch (Exception e){} finally { // 依次關(guān)閉流 try { fos.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } try { // 此處會報 java.io.IOException: Stream Closed 錯誤 bos.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }}按照先后順序關(guān)閉文件流,這種寫法下,有可能會報java.io.IOException: Stream Closed錯誤。
原因是BufferedOutputStream依賴于FileOutputStream,如果直接關(guān)閉FileOutputStream流,再次關(guān)閉BufferedOutputStream,會提示源頭已經(jīng)被關(guān)閉,緩存區(qū)數(shù)據(jù)無法輸出。
正確的操作方式,應(yīng)該遵循后定義先釋放的原則,實例代碼如下:
FileOutputStream fos = null;BufferedOutputStream bos = null;try { fos = new FileOutputStream("file"); bos = new BufferedOutputStream(fos); // ...操作流代碼} catch (Exception e){} finally { // 后定義先釋放 try { bos.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } try { fos.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }}寫法 5:jdk7 及以上版本,推薦采用 try-with-resources 寫法try-with-resources是 JDK 7 中引入的一個新的異常處理機制,它能讓開發(fā)人員不用顯式的釋放try-catch語句塊中使用的資源。
以上文為例,可以改成如下寫法:
try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream("file"); BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fos)){ // ...操作流代碼} catch (Exception e){ e.printStackTrace();}try-with-resources釋放資源的操作,也是遵循的后定義先釋放的原則!
寫法 6:使用包裝流時,只需要關(guān)閉最后面的包裝流即可包裝流是指通過裝飾設(shè)計模式實現(xiàn)的 IO 流類,其目的是對底層流的功能進行擴展,在實際數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候,還是使用底層流進行傳輸。比如緩存字節(jié)輸出流BufferedOutputStream就是一個包裝流,目的是對字節(jié)輸出流提供一個緩存區(qū)功能,讓數(shù)據(jù)輸出效率更高。
在使用到包裝流的時候,我們只需要關(guān)閉最后面的包裝流即可。
以上文為例,改寫的實例代碼如下:
InputStream is = null;InputStreamReader isr = null;BufferedReader br = null;try { is = new FileInputStream("file"); isr = new InputStreamReader(is); br = new BufferedReader(isr); // ...操作流代碼} catch (Exception e){ e.printStackTrace();} finally { // 關(guān)閉包裝流,也會自動關(guān)閉 InputStream 流 try { br.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }}這是因為,包裝流關(guān)閉時會調(diào)用原生流的關(guān)閉方法,請看源碼!
public void close() throws IOException { synchronized (lock) { if (in == null) return; try { // 這里的in 指的是 InputStreamReader,最后會原生流的close方法 in.close(); } finally { in = null; cb = null; } }}四、內(nèi)存流是否需要關(guān)閉?在上文中,我們提到只要是 IO 流都建議大家手機關(guān)閉資源,但是在 Java 中有一種流,它是不需要手動關(guān)閉的,比如內(nèi)存讀寫流:ByteArrayInputStream、ByteArrayOutputStream。
不同于指向硬盤的流,ByteArrayInputStream和ByteArrayOutputStream其實是偽裝成流的字節(jié)數(shù)組存儲在內(nèi)存中(把它們當成字節(jié)數(shù)據(jù)來看就好了),他們不會鎖定任何文件句柄和端口,如果不再被使用,字節(jié)數(shù)組會被垃圾回收掉,所以不需要關(guān)閉。
當 IO 流是指向存儲卡 / 硬盤 / 網(wǎng)絡(luò)等外部資源的流,是一定要手動關(guān)閉的。
五、小結(jié)本位主要圍繞【為什么 IO 流必須手動關(guān)閉,不能像其他的方法坐等 GC 處理】這個話題進行一次內(nèi)容的整合和總結(jié),同時也給出了推薦的正確關(guān)閉 IO 流的寫法。
在實際的開發(fā)過程中,建議大家正確的使用 IO 流,以免出現(xiàn)各種 bug !
內(nèi)容難免有所遺漏,歡迎網(wǎng)友留言指出。
六、參考1、csdn - 演員12138 - IO流為什么必須手動關(guān)閉,不能像其他的方法坐等GC處理
2、csdn - 思想永無止境 - Java之關(guān)閉流
