在項目的開發過程中,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。
有的同學在做一個讀取臨時文件數據的工作,當讀完文件內容,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char[] buffer = new char[1024];// 分次讀取數據,每次最多讀取1024個字符,將數據讀取到緩沖區之中,同時返回讀取的字節個數int len;while ((len = reader.read(buffer)) > -1) { // 字符轉為字符串 String msg = new String(buffer, 0, len); System.out.println(msg);}// 刪除文件file.delete();
經過排查,發現出現該問題的原因是:讀取文件的 IO 流沒有正常的關閉,導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 流的數據或者寫完數據,手動調用一下關閉流的方法,最后再進行刪除文件。
// 刪除文件之前,先將 IO 流關閉reader.close();// 刪除文件file.delete();
可能有的同學會發出疑問,為什么 IO 流必須手動關閉,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,以及如何正確的關閉 IO 流操作。
二、為什么 IO 流需要手動關閉?熟悉編程語言的同學,可能知道,無論是 C 語言還是 C++,都需要手動釋放內存,但是 Java 不需要。
這主要得益于 Java 的虛擬機垃圾回收機制,它可以幫助開發者自動回收內存中的對象,不需要手動釋放內存,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,最終可能導致系統無法存儲其他的資源,甚至會出現系統崩潰。
一般來說,只要存在 IO 流讀寫操作,無論使用到的是網絡 IO 或者文件 IO,都是需要和計算機內的資源打交道的,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,可能知道 gc 有兩個顯著的特點:
gc 只能釋放內存資源,而不能釋放與內存無關的資源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閉資源。
可能有的同學又發出疑問,我平時本地測試的時候沒有發現這個問題,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,會調用這個方法。
打開源碼,你會發現底層調用的其實是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提示,并不是總是。這個方法什么時候被調用,這取決于虛擬機的垃圾回收頻次。
但是在實際的開發過程中,開發者不能完全依賴虛擬機幫你回收這些系統資源,只要涉及到流的操作,強烈建議大家一定要手動關閉釋放資源,避免出現一些不必要的bug。
具體如何手動釋放資源資源呢,我們接著看!
三、正確的關閉流姿勢介紹我們深知在操作 Java 流對象后要將流進行關閉,但是現實的情況卻往往不盡人意,原因是每個開發者的寫法可能不盡相同,不同的寫法導致出現各種千奇百怪的問題,下面我們一起來看看幾種關閉流的代碼案例!
寫法 1:在 try 中關流,而沒在 finally 中關流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,這種寫法會導致流無法正常的關閉,因此不推薦采用!
正確的操作方式,應該在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 中進行關閉,確保一定能被執行 try { if (out != null) { out.close(); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); }}
寫法 2:在關閉多個流時,將其放在一個 try 中在關閉多個流時,有的同學嫌棄麻煩,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) { // 如果此處出現異常,則out2流沒有被關閉 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是不會被正常關閉的,因此不推薦采用!
正確的操作方式,應該是一個一個的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:在循環中創建流,在循環外關閉有的同學在循環操作多個文件時,在循環外關閉文件流,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,但是實際上創建了 10 個 IO 流,try 里面的邏輯執行完成之后,只是把最后的一個 IO 流對象賦予給了out參數。也就是當程序執行完畢之后,只關閉了最后一個 IO 流,其它 9 個 IO 流沒用被手動關閉,因此不推薦采用!
正確的操作方式,應該是在循環體內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:關閉多個流時,沒用遵循后定義先釋放原則有的同學在操作多個文件流時,操作完成之后,依照先后次序進行關閉文件流,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,如果直接關閉FileOutputStream流,再次關閉BufferedOutputStream,會提示源頭已經被關閉,緩存區數據無法輸出。
正確的操作方式,應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,只需要關閉最后面的包裝流即可包裝流是指通過裝飾設計模式實現的 IO 流類,其目的是對底層流的功能進行擴展,在實際數據傳輸的時候,還是使用底層流進行傳輸。比如緩存字節輸出流BufferedOutputStream就是一個包裝流,目的是對字節輸出流提供一個緩存區功能,讓數據輸出效率更高。
在使用到包裝流的時候,我們只需要關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 { // 關閉包裝流,也會自動關閉 InputStream 流 try { br.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }}
這是因為,包裝流關閉時會調用原生流的關閉方法,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、內存流是否需要關閉?在上文中,我們提到只要是 IO 流都建議大家手機關閉資源,但是在 Java 中有一種流,它是不需要手動關閉的,比如內存讀寫流:ByteArrayInputStream、ByteArrayOutputStream。
不同于指向硬盤的流,ByteArrayInputStream和ByteArrayOutputStream其實是偽裝成流的字節數組存儲在內存中(把它們當成字節數據來看就好了),他們不會鎖定任何文件句柄和端口,如果不再被使用,字節數組會被垃圾回收掉,所以不需要關閉。
當 IO 流是指向存儲卡 / 硬盤 / 網絡等外部資源的流,是一定要手動關閉的。
五、小結本位主要圍繞【為什么 IO 流必須手動關閉,不能像其他的方法坐等 GC 處理】這個話題進行一次內容的整合和總結,同時也給出了推薦的正確關閉 IO 流的寫法。
在實際的開發過程中,建議大家正確的使用 IO 流,以免出現各種 bug !
內容難免有所遺漏,歡迎網友留言指出。
六、參考1、csdn - 演員12138 - IO流為什么必須手動關閉,不能像其他的方法坐等GC處理
2、csdn - 思想永無止境 - Java之關閉流