ByteArrayInputStream 類詳解

ByteArrayInputStream 是 Java 中用于從字節數組讀取數據的輸入流，位于 java.io 包。它允許將內存中的字節數組當作輸入流來讀取，是處理內存數據的常用工具。

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1. 核心特性

• 內存數據源：從字節數組（byte[]）讀取數據
• 無需關閉：close() 方法為空操作（無系統資源需要釋放）
• 線程不安全：多線程訪問需外部同步
• 支持標記/重置：可重復讀取數據（mark() 和 reset()）

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2. 類繼承關系

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3. 構造方法

構造方法	說明
ByteArrayInputStream(byte[] buf)	使用整個字節數組作為數據源
ByteArrayInputStream(byte[] buf, int offset, int length)	使用數組的指定區間

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4. 核心方法

（1）讀取數據

方法	說明
int read()	讀取單個字節（返回0-255，-1表示結束）
int read(byte[] b, int off, int len)	讀取數據到字節數組
long skip(long n)	跳過指定字節數

示例：

byte[] data = {72, 101, 108, 108, 111}; // "Hello"的ASCII碼
ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(data);int byteRead;
while ((byteRead = bais.read()) != -1) {System.out.print((char) byteRead); // 輸出: Hello
}

（2）流控制

方法	說明
int available()	返回剩余可讀字節數
void mark(int readlimit)	標記當前位置（readlimit 參數被忽略）
void reset()	重置到標記位置（默認是起始位置）
boolean markSupported()	始終返回 true（支持標記）

標記/重置示例：

bais.mark(0); // 標記起始位置
System.out.print((char) bais.read()); // 讀取'H'
bais.reset();  // 重置回起始位置
System.out.print((char) bais.read()); // 再次讀取'H'

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5. 使用場景

（1）內存數據處理

byte[] pdfData = generatePdf();
try (ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(pdfData);PDFParser parser = new PDFParser(bais)) {// 解析PDF數據
}

（2）單元測試模擬輸入

// 模擬用戶輸入
String input = "test\n123\n";
ByteArrayInputStream testInput = new ByteArrayInputStream(input.getBytes());
System.setIn(testInput); // 重定向System.inScanner scanner = new Scanner(System.in);
System.out.println(scanner.nextLine()); // 輸出: test

（3）與其他流配合

byte[] compressedData = getGzipData();
try (ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(compressedData);GZIPInputStream gzis = new GZIPInputStream(bais)) {// 解壓數據
}

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6. 性能優化

（1）批量讀取

byte[] buffer = new byte[1024];
int bytesRead;
while ((bytesRead = bais.read(buffer)) != -1) {process(buffer, 0, bytesRead);
}

（2）避免頻繁創建

// 復用ByteArrayInputStream（調用reset()后重新讀取）
bais.reset(); 

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7. 與 ByteArrayOutputStream 對比

特性	ByteArrayInputStream	ByteArrayOutputStream
方向	讀取數據	寫入數據
數據源	已有字節數組	動態增長緩沖區
關閉需求	非必需	非必需
典型用途	解析內存數據	收集輸出數據

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8. 常見問題

（1）數組越界

• 錯誤示例：

  byte[] smallArray = new byte[10];
  ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(smallArray, 5, 10); // 拋出IndexOutOfBoundsException
  

• 解決：確保 offset + length ≤ buf.length

（2）編碼轉換

• 正確方式：

  byte[] utf8Bytes = "中文".getBytes("UTF-8");
  ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(utf8Bytes);
  String text = new String(toByteArray(bais), "UTF-8");
  

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9. 實戰案例

（1）Base64 解碼

String base64 = "SGVsbG8="; // "Hello"的Base64編碼
byte[] decoded = Base64.getDecoder().decode(base64);
ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(decoded);
// 使用解碼后的數據...

（2）圖像處理

byte[] imageData = getImageBytes();
ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(imageData);
BufferedImage image = ImageIO.read(bais);

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10. 總結

• 適用場景：內存數據解析、測試數據模擬、與其他流配合
• 優勢：無需物理I/O，輕量高效
• 注意：大數據量需考慮內存限制

擴展練習：

1. 實現一個方法，將 ByteArrayInputStream 內容復制到 ByteArrayOutputStream
2. 結合 DataInputStream 讀取結構化二進制數據