C# 温故而知新:Stream篇(六)
BufferedStream
目录:
- 简单介绍一下BufferedStream
- 如何理解缓冲区?
- BufferedStream的优势
- 从BufferedStream 中学习装饰模式
- 如何理解装饰模式
- 再次理解下装饰模式在Stream中的作用
- BufferedStream的构造
- BufferedStream的属性
- BufferedStream的方法
- 简单示例:利用socket 读取网页并保存在本地
- 本章总结
1 简单介绍一下BufferedStream
在前几章的讲述中,我们已经能够掌握流的基本特性和特点,一般进行对流的处理时系统肩负着IO所带来的开销,调用十分频繁,
这时候就应该想个办法去减少这种开销,而且必须在已有Stream进行扩展,有了以上2点需求,那么我们今天的主题,
BufferedStream闪亮登场了,BufferedStream能够实现流的缓存,换句话说也就是在内存中能够缓存一定的数据而不是
时时给系统带来负担,同时BufferedStream可以对缓存中的数据进行写入或是读取,所以对流的性能带来一定的提升,
但是无法同时进行读取或写入工作,如果不使用缓冲区也行,BufferedStream能够保证不用缓冲区时不会降低因缓冲区带来
的读取或写入性能的下降
2 如何理解缓冲区
缓冲区是内存中的一块连续区域,用来缓存或临时存储数据,也就是说流可以通过缓冲区逐步对数据进行读取或写入操作,
BufferedStream 中的缓存区可以由用户设定,其表现形式为byte数组,想象下没有缓存区将是很可怕的,假如我们的
非固态硬盘没有缓冲区,如果我们下载速度达到惊人的10m左右,那么下载一个2G或更大的文件时,磁头的读写是非常
的频繁,直接的结果是磁头寿命急剧减少,甚至将硬盘直接烧毁或者损坏
3 BufferedStream的优势
理解了缓冲区的重要性后,让我们在来谈下BufferedStream的优势,首先大家肯定觉的疑惑为什么MemoryStream 同样
也是在内存中对流进行操作,和BufferedStream有什么区别呢?BufferedStream并不是将所有内容都存放到内存中,
而MemoryStream则是。BufferedStream必须跟其他流如FileStream结合使用,而MemoryStream则不用,聪明的你
肯定能够想到,BufferedStream必然类似于一个流的包装类,对流进行”缓存功能的扩展包装”,所以BufferedStream的
优势不仅体现在其原有的缓存功能上,更体现在如何帮助原有类实现其功能的扩展层面上
4 从BufferedStream 中简单学习下装饰模式
如何理解装饰模式
我们在做项目时或者设计项目时常常会碰到这个问题 :我们该如何扩展已有的类功能或者如果扩展一系列派生类的
功能呢,可能你立刻会想到继承,的确不错,但是如果你仔细看下图并且展开一定的想象的话,你就会发现继承可能
导致子类的膨胀性增加,如下图所示
首先还是得注意以下原则:
1. 多用组合,少用继承。
利用继承设计子类的行为,是在编译时静态决定的,而且所有的子类都会继承到相同的行为。然而,如果能够利用组合的做法扩展对象的行为,就可以在运行时动态地进行扩展。
2. 类应设计的对扩展开放,对修改关闭。
那么我们该如何避免子类的扩张同时又实现Girl类原有类或派生类的新功能呢?
首先我们要达到2个目的:
1 能够为Girl的所有派生类都实现新功能(不修改派生类的结构)
2 利用对象组合的方式
为了满足为Girl 类所有派生类都能使用,那么我们就加上一个Girl的装饰类GirlWrapper:
public abstract class GirlWrapper : Girl
{
protected Girl girl;
public GirlWrapper(Girl thisGril)
{
this.girl = thisGril;
}
public override void Decrorator()
{
girl.Decrorator();
}
public override string ToString()
{
return string.Format("{0}:{1}", this.girl.GirlName, this.girl.Nation);
}
}
该类继承了Girl类,从而保证了和其他派生类有共同的基本结构,
既然有了这个装饰类,那我们便可以删掉原来的Singing 接口,添加一个
SingingGirlWrapper类来实现对girl的包装类,
public class SingingGirlWrapper : GirlWrapper
{
public SingingGirlWrapper(Girl thisGril)
: base(thisGril)
{
}
public void Decorator()
{
Console.WriteLine("SingingGirlWrapper decorateor:The girl named {0} who from {1} is {2} can singing nao",
this.GirlName, this.Nation, this.girl.GetType().Name);
base.Decrorator();
}
public override string ToString()
{
return base.ToString();
}
}
大家不必拘泥于派生的包装类,你完全可以建立一个新的girl包装类来实现特定的功能,上述例子只是演示下派生的包装类 这样的话,我们便使用了组合的方式实现了既保留原有的接口(或者抽象类),又动态添加了新功能
在使用时我们可以将派生类的对象放入装饰类的构造中,这样的话,在执行包装类Decorator方法时,可以执行被包装对象的
Decorator方法和包装类的Decorator方法从而实现对Girl派生类的包装,这样的话就能实现灵活的组合扩展。
static void Main(string[] args)
{ Queen queen = new Queen("Mary","Unite States"); SingingGirlWrapper sgw = new SingingGirlWrapper(queen);
sgw.Decorator();
Console.ReadLine();
}
再次理解下装饰模式在Stream中的作用
通过以上的例子在回到BufferStream章节中,大家肯定一眼就看出了BufferStream其实就是上述例子中的wrapper类,
而Stream 类就是其共同的父类,为了给所有的流类提供缓冲功能所以BufferedStream便诞生了,这样的话,我们可以
不用修改其派生类结构,便能灵活组合将缓冲功能嵌入stream中
5 BufferedStream的构造
BufferedStream(Stream)
其实BufferedStream的构造主要功能还是设置缓冲区大小,如果没有指定则默认是用4096字节的进行初始化
BufferedStream(Stream, Int32)
第二个参数是手动指定缓冲区大小
第一次使用此构造函数初始化 BufferedStream 对象时分配共享读/写缓冲区。 如果所有的读和写都大于或等于缓冲区大小,则不使用共享缓冲区。
6 BufferedStream的属性
*1 CanRead 已重写。获取一个值,该值指示当前流是否支持读取。 如果流支持读取,则为 true;如果流已关闭或是通过只写访问方式打开的,则为 false。 如果从 Stream 派生的类不支持读取,则对 StreamReader、StringReader、TextReader 的 Read、ReadByte、BeginRead、EndRead 和 Peek 方法的调用将引发 NotSupportedException。 如果该流已关闭,此属性将返回 false。
*2 CanSeek 已重写。获取一个值,该值指示当前流是否支持查找。 如果流支持查找,则为 true;如果流已关闭或者如果流是由操作系统句柄(如管道或到控制台的输出)构造的,则为 false。 如果从 Stream 派生的类不支持查找,则对 Length、SetLength、Position 和 Seek 的调用将引发 NotSupportedException。 如果该流已关闭,此属性将返回 false。
*3 CanWrite 已重写。获取一个值,该值指示当前流是否支持写入。 如果流支持写入,则为 true;如果流已关闭或是通过只读访问方式打开的,则为 false。 如果从 Stream 派生的类不支持写入,
则调用 SetLength、Write 或 WriteByte 将引发 NotSupportedException。 如果该流已关闭,此属性将返回 false。
*4 Length 已重写。获取流长度,长度以字节为单位。
*5 Position 已重写。获取当前流内的位置。
get 访问器调用 Seek 获取基础流中的当前位置,然后根据缓冲区中的当前位置调整此值。
set 访问器将以前写入缓冲区的所有数据都复制到基础流中,然后调用 Seek。
支持搜索到超出流长度的任何位置。
7 BufferedStream的方法
BufferStream的方法基本上和Stream类一致,没有其独特的方法
关于以上方法的注意事项的大家也可参考我的第一篇
8 简单示例:利用socket 读取网页并保存在本地
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Server server = new Server("http://www.163.com/");
server.FetchWebPageData();
}
}
public class Server
{
//端口
const int webPort = 80;
//默认接收缓存大小
byte[] receiveBufferBytes = new byte[4096];
//需要获取网页的url
private string webPageURL;
public Server(string webPageUrl)
{
webPageURL = webPageUrl;
}
/// <summary>
/// 从该网页上获取数据
/// </summary>
public void FetchWebPageData()
{
if (!string.IsNullOrEmpty(webPageURL))
FetchWebPageData(webPageURL);
Console.ReadLine();
}
/// <summary>
/// 从该网页上获取数据
/// </summary>
/// <param name="webPageURL">网页url</param>
private void FetchWebPageData(string webPageURL)
{
//通过url获取主机信息
IPHostEntry iphe = Dns.GetHostEntry(GetHostNameBystrUrl(webPageURL));
Console.WriteLine("远程服务器名: {0}", iphe.HostName);
//通过主机信息获取其IP
IPAddress[] address = iphe.AddressList;
IPEndPoint ipep = new IPEndPoint(address[0], 80);
//实例化一个socket用于接收网页数据
Socket socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
//连接
socket.Connect(ipep);
if (socket.Connected)
{
//发送头文件,这样才能下载网页数据
socket.Send( Encoding.ASCII.GetBytes( this.GetHeader(webPageURL)));
}
else { return; }
//接收头一批数据
var count = socket.Receive(receiveBufferBytes);
//转化成string
var getString = Encoding.Default.GetString(receiveBufferBytes);
//创建文件流
FileStream fs = new FileStream(@"d:\Test.html", FileMode.OpenOrCreate);
//创建缓存流
BufferedStream bs = new BufferedStream(fs);
using (fs)
{
using (bs)
{
byte[] finalContent = Encoding.Default.GetBytes(getString.ToCharArray());
//将头一批数据写入本地硬盘
bs.Write(finalContent, 0, finalContent.Length);
//循环通过socket接收数据
while (count > 0)
{
count = socket.Receive(receiveBufferBytes, receiveBufferBytes.Length, SocketFlags.None);
//直接将获取到的byte数据写入本地硬盘
bs.Write(receiveBufferBytes, 0, receiveBufferBytes.Length);
Console.WriteLine(Encoding.Default.GetString(receiveBufferBytes));
}
bs.Flush();
fs.Flush();
bs.Close();
fs.Close();
}
}
}
/// <summary>
/// 得到header
/// </summary>
/// <param name="url">网页url</param>
/// <returns>header字符串</returns>
private string GetHeader(string webPageurl)
{
return "GET " + GetRelativeUrlBystrUrl(webPageurl) + " HTTP/1.1rnHost: "
+ GetHostNameBystrUrl(webPageurl) + "rnConnection: Closernrn";
}
/// <summary>
/// 得到相对路径
/// </summary>
/// <param name="strUrl">网页url</param>
/// <returns></returns>
private string GetRelativeUrlBystrUrl(string strUrl)
{
int iIndex = strUrl.IndexOf(@"//");
if (iIndex <= 0)
return "/";
string strTemp = strUrl.Substring(iIndex + 2);
iIndex = strTemp.IndexOf(@"/");
if (iIndex > 0)
return strTemp.Substring(iIndex);
else
return "/";
}
/// <summary>
/// 根据Url得到host
/// </summary>
/// <param name="strUrl">网页url</param>
/// <returns></returns>
private string GetHostNameBystrUrl(string strUrl)
{
int iIndex = strUrl.IndexOf(@"//");
if (iIndex <= 0)
return "";
string strTemp = strUrl.Substring(iIndex + 2);
iIndex = strTemp.IndexOf(@"/");
if (iIndex > 0)
return strTemp.Substring(0, iIndex);
else
return strTemp;
}
}
本章总结
本章主要讲述了BufferedStream的概念包括缓冲区等等,其中穿插了装饰器模式的简单介绍,希望大家能够BufferedStream有更深的理解
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