javaIO——PipedReader & PipedWriter

　　1. 概述：

　　　　PipedReader 和 PipedWriter，意为管道读写流。所谓管道，那就是有进有出，所以这也是它们跟其它流对象最显著的区别：PipedReader和PipedWriter必须成对使用才有意义。

　　2. 角色扮演：

　　　　PipedWriter 扮演生产者的角色，将字符数据写入到管道；PipedReader扮演消费者的角色，负责将数据从管道取出消费掉。

　　3. 数据结构：

　　　　要实现一个管道，至少需要三个要素：一个线性存储结构、一个写入位置标记、一个读取位置标记。java中把这三个要素放在了PipedReader中：

　　　　

　　　　从代码注释可以看出，buffer[] 就是存储数据的线性结构、in 是写入的位置标记、out是读取的位置标记。"The circular buffer" 说明buffer数组是循环使用，那么肯定会牵涉到数据覆盖的问题，后文中会讲到怎么解决。注释中还说：in<0 表示管道为空（没有数据），in==out 表示管道满了。

　　4. 构造：

　　　　4.1. PipedWriter有两个构造方法，一个无参构造方法，一个带有一个PipedReader对象的构造方法。使用前者时只是单单构造一个Writer对象，没有建立连接，需要后续手动调用connect方法建立连接才能write数据；使用后者时会在构造完成时调用connect方法建立管道连接：

　　　　　　

　　　　4.2. PipedReader有4个构造方法，两个参数可选：需要建立连接的Writer对象和管道长度（默认1024）：

　　　　　　

　　　　　　

　　　　可以看出，PipedWriter和PipedReader都提供了带有连接对象参数的构造函数，所以实际应用中，他们之间构造的先后顺序可以自己决定。

　　5. 建立连接：

　　　　PipedReader中保存着连接标志： boolean connected = false; PipedWriter中保存着对PipedReader的引用： private PipedReader sink; 两个类中都有 connect 方法，而其实 PipedReader 中的 conncet 方法最终也是通过调用 PipedWriter 中的 connect 方法，如下：

　　　　

　　　　我们看到，连接方法做了以下几件事：

　　　　　　5.1. 异常检查，包括：为空检查、已连接检查、已关闭检查（通过同步机制，保证这些检查的结果是可信的）；

　　　　　　5.2. 建立 PipedWriter 对 PipedReader 的引用；

　　　　　　5.3. 初始化管道位置标记；

　　　　　　5.4. 将连接标志置为 true；

　　6. 写入数据：

　　　　PipedWriter 有两个 write 方法，最终都是调用 PipedReader 的 receive 方法实现的（其实这很自然，因为 buffer 本身就是放在PipedReader中的），所以写入数据的核心方法是  synchronized void receive(int c) throws IOException ：

　　　　　　

　　　　从代码可以看出：

　　　　　　6.1. 写入方法是同步的。如果不同步，那么可能导致不同线程写入的数据相互覆盖；

　　　　　6.2. 写入方法是阻塞的。当管道已满却要写入数据的时候，会首先唤醒监听当前对象锁的所有线程（当然也包括读取线程）让他们进入就绪态，准备竞争锁资源；然后让当前执行写入的线程放弃对象锁，沉睡1秒。这样一来，才有可能让该对象锁上的读取线程从管道读取数据，将管道腾出部分或者全部的空间，当前线程才能继续写入数据，结束阻塞状态。

　　7. 读取数据：

　　　　PipedReader有两个 read 方法，分别是读取单个字符和多个，大同小异，下面是读取单个字符的方法：

　　　　　　

　　　　　　

　　　　从代码可以看出：

　　　　　　7.1. read 方法是同步的。

　　　　　　7.2. read 方法是阻塞的。当管道已空却需要读取数据时，首先唤醒当前对象锁上的其它线程（包括写入线程）；然后让当前执行读取的线程沉睡1秒，放弃锁资源，这样一来才有可能让该对象锁上的写入线程写入数据，当前线程才有数据可读，结束阻塞状态。

　　8. 写入结束和关闭管道：

　　　　可以从Writer或者Reader任意一方关闭管道， closeByReader 和 closeByWriter 会标记从哪一方关闭的，并且若是从 Writer 方关闭的，会调用 PipedReader 的  synchronized void receivedLast() 方法，从而唤醒所有线程。

　　9. 总结：

　　　　9.1. PipedReader 和 PipedWriter 需要成对使用，才能建立管道；

　　　　9.2. 管道是通过一个循环使用的字符数组实现的；

　　　　9.3. write 和 read 都是同步的；

　　　　9.4. write 和 read 都是阻塞的（write 时管道已满就阻塞，read时管道已空就阻塞）；

　　10. 小小实践：

　　　　https://www.cnblogs.com/coding-one/p/11352217.html