【JAVA基礎】重複使用同一輸入流

博主在工作中遇到問題：需要對讀入的文件 (MultipartFile) 計算 MD5，同時又需要將其上傳到 S3上，即需要對同一輸入流進行操作，但是按照流本身所代表的抽象含義，數據一旦流過去，就無法被再次使用。這裏給出三種解決的方法：

1. 將輸入流轉換爲文件

這種方式最容易想到，既然需要多次使用，就可以將流轉爲文件，寫入磁盤中，需要的時候再從磁盤讀取文件，缺點在於從磁盤寫入和讀取較爲耗時。代碼如下：

	public void useInputStreamTwiceBySaveToDisk(InputStream inputStream) {
		// 文件存放的路徑
        String desPath = "test001.bin";
        try (BufferedInputStream is = new BufferedInputStream(inputStream);
             BufferedOutputStream os = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(desPath))) {
            int len;
            byte[] buffer = new byte[1024];
            while ((len = is.read(buffer)) != -1) {
                os.write(buffer, 0, len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        // 需要使用時，通過文件流讀取磁盤文件進行
        File file = new File(desPath);
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        try (BufferedInputStream is = new BufferedInputStream(new FileInputStream(file))) {
            int len;
            byte[] buffer = new byte[1024];
            while ((len = is.read(buffer)) != -1) {
                sb.append(new String(buffer, 0, len));
            }
            System.out.println(sb.toString());
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

2. 將輸入流轉化爲數據

可以通過把流中的全部數據讀取到一個字節數組中，再通過訪問字節數組來獲取我們需要的字節信息。例如我們可以利用構建一個 ByteArrayOutputStream 來保留輸入流的信息，而需要使用時，通過構造 ByteArrayInputStream 對象來獲取相應的 InputStream。代碼如下：

 	public void useInputStreamTwiceSaveToByteArrayOutputStream(InputStream inputStream) {
        ByteArrayOutputStream outputStream = new ByteArrayOutputStream();
        try {
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while ((len = inputStream.read(buffer)) != -1) {
                outputStream.write(buffer, 0, len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        // 第一次獲取 InputStream
        InputStream inputStream1 = new ByteArrayInputStream(outputStream.toByteArray());
        printInputStreamData(inputStream1);

        // 第二次獲取 InputStream
        InputStream inputStream2 = new ByteArrayInputStream(outputStream.toByteArray());
        printInputStreamData(inputStream2);
    }

3. 利用輸入流的標記與重置

對於 InputStream 類的子類 BufferedInputStream，其在 InputStream 類的基礎上提供了內部緩衝區來提升性能，同時提供了對標記和重置的支持。通過在流開始的地方進行標記，當一個接收者讀取完流中的內容之後，進行重置即可。重置完成之後，流的當前讀取位置又回到了流的開始，就可以再次使用。代碼如下：

	public void useInputStreamTwiceByUseMarkAndReset(InputStream inputStream) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        try (BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream(inputStream, 10)) {
            byte[] buffer = new byte[1024];
            // 調用 mark方法來進行標記
            // 這裏設置的標記在重置之後允許讀取的字節數是整數的最大值
            bufferedInputStream.mark(bufferedInputStream.available() + 1);
            int len;
            while ((len = bufferedInputStream.read(buffer)) != -1) {
                sb.append(new String(buffer, 0, len));
            }
            System.out.println(sb.toString());
            // 在第一次調用結束後，顯式地調用 reset方法進行流的重置操作
            bufferedInputStream.reset();

			// 第二次對流進行讀取
            sb = new StringBuilder();
            int len1;
            while ((len1 = bufferedInputStream.read(buffer)) != -1) {
                sb.append(new String(buffer, 0, len1));
            }
            System.out.println(sb.toString());
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

存在問題

• 對於將輸入流轉換爲文件，缺點顯而易見就是需要進行磁盤的讀寫，影響了速率
• 而對於後面兩種，將輸入流轉化爲數據還是利用輸入流的標記與重置，兩者實際上都是將內容保存到一個byte[]中。對於輸入流轉化爲數據，比較明顯可以看出其底層是byte[]，文件的內容將被緩存在這裏。而對於利用輸入流的標記與重置，BufferedInputStream 提供了內部緩存區來增加讀取速度，而要實現流的重置，也是利用了該緩存區，如果當可重置的範圍大於緩存區大小時，繼續讀入文件時會對緩存區進行擴容，因此，本質上，也是通過利用一個byte[]進行記錄。但是，如果文件內容太大的話，或者服務的內存設定較小時，會導致 GC 頻繁，CPU 也將喫緊。

結論

• 如果文件較大，建議還是直接存入磁盤中，雖然磁盤讀寫佔據了部分時間，但是內存相對安全。
• 如果文件有限制大小跟數目，可考慮用後面兩種方式，因爲是直接存放在內存中，速度更快些。
• 儘量考慮如何避免重複使用讀入流，例如我開篇提到的，我需要校驗前端傳入的 md5 是否正確，同時需要將文件上傳到 S3，我最後利用 S3 提供的 api，md5 跟文件流直接傳給 S3，由 S3 對 md5 進行校驗，並存入相應的桶中。