一文详解 Okio 输入输出流

在 OkHttp 的源码中，我们经常能看到 Okio 的身影，这篇文章，我们把Okio拿出来进行一个详细的介绍学习。

输入输出的概念简述
Okio 简介
工程中引入 Okio
API 简介及使用介绍

一、输入输出

在正式介绍 Okio 之前，让我们先回忆一下输入/输出流的概念。

输入流：外设——>内存
将数据从各种外设（如键盘、文件、网络、数据库等）读取到内存中；
输出流：内存——>外设
与输入流相反，是将内存数据写入到各种外设（如文件、网络、数据库、显示器等）；

二、Okio简介

Okio最初是作为OkHttp的一个组件出现，是 OkHttp 实现HTTP协议数据构建、解析中使用到的底层 IO 库。其相比于传统的 java.io 和 java.nio ，其在文件、网络等数据读写操作更加便捷、高效。

Okio主要结构

Okio 的设计思想是将数据的读写操作封装为一个统一的接口，即 Source 和 Sink，其中 输入为Source，输出为Sink 。

Okio 还提供了 Buffer 和 ByteString 用于封装和操作字节数据，提高数据读写的效率。
同时，Okio 还提供了一些工具方法，例如从 InputStream 或 OutputStream 中创建 BufferedSource 、BufferedSink 等。

三、引入Okio

Okio官方API地址为:
https://square.github.io/okio/

Okio Github开源地址为:
https://github.com/square/okio

使用 Okio 时，我们可以查阅官方最新版本，并通过如下方式引入Okio：

implementation("com.squareup.okio:okio:3.2.0")

四、API 简介及使用

Buffer 简介及API使用介绍
ByteString 简介及API使用介绍
Source 和 Sink 使用介绍

4.1 Buffer

Buffer 是一个大小可变的字节缓冲区，在Okio中Buffer是BufferedSource和BufferedSink的接口实现类，用户实现字节数据的缓冲与读写。

官方API描述如下：

Buffer可以像Arraylist一样，不需要预先设置缓冲区的大小，而是随着数据的增加自动扩充缓冲区大小。
Buffer由很多的Segment片段构成，每个Segment中维护一个字节数组。
Buffer中以链表的形式来管理Segment，当使用Buffer进行缓冲区字节数据移动时，其只改变Segment字节数组的所有权，从而提高字节数组的移动效率。

okio.Buffer字节缓冲区的使用方式举例如下：

import okio.Buffer;

Buffer buffer = new Buffer();
// 向缓冲区写入数据
buffer.writeUtf8("key");
buffer.writeByte('=');
buffer.writeUtf8("value");

// 缓冲区字节大小
int byteCount = buffer.size();

// 读取换区中的全部字节数据
byte[] byteArray = buffer.readByteArray();
// 以Utf8编码的形式输出所有字符串
String result = buffer.readUtf8();

// 清空缓冲区
buffer.clear();

4.2 ByteString

ByteString 中维护了大小不可变的字节数组，其可以对存入该字节数组的数据进行base64、utf8、md5、sha256等字符串的编解码操作。
ByteString 更像是一个工具类，在Okio中其重要应用场景也是在网络传输中对数据进行编码和解码工作。

官方API描述如下：

其部分静态方法和公有方法如下图所示：

ByteString的静态方法

ByteString的公有方法

okio.ByteString的使用方式举例如下：

import okio.ByteString;

// utf8编码
ByteString byteString = ByteString.encodeUtf8("hello");
// HEX
ByteString byteString = ByteString.decodeHex("hello");
// 输出utf8字符串
String result = byteString.utf8();

4.3 Source 和 Sink

Source 和 Sink 在前文中提到过输入为Source，输出为Sink。在 Okio 中，Source 和 Sink 用于读取和写入数据的抽象类，其提供了一组标准的IO读写方法，可以方便地进行数据的读写操作。

// Okio源码：输入流 Source
// Source 接口类，最主要的方法是 read
public interface Source extends Closeable {
	// 读字节数据
    long read(Buffer var1, long var2) throws IOException;
    // timeout
    Timeout timeout();
    void close() throws IOException;
}
// Okio源码：输出流 Sink 
// Sink 接口类,最主要的方法是 write
public interface Sink extends Closeable, Flushable {
	// 写字节数据
    void write(Buffer var1, long var2) throws IOException;
    void flush() throws IOException;
    Timeout timeout();
    void close() throws IOException;
}

在把前文已经展示过的Okio结构图拿出来：

Source的最终实现类是RealBufferedSource；
Sink的最终实现类是RealBufferedSink；

Okio主要结构

使用 okio.Source 从文件中读取数据，代码举例如下：

// 使用 Source 从文件中读取数据
public static void readLines(File file) throws IOException {
    // 输入流
    Source fileSource = Okio.source(file);
    // 构建 BufferedSource
    RealBufferedSource bufferedSource = Okio.buffer(fileSource);
    // 循环读取
    while (true) {
        // 读取行数据
        String line = bufferedSource.readUtf8Line();
        if (line == null) {
            break;
        }
    }
}

使用 okio.Sink 向文件中写入数据，代码举例如下：

// 使用 Sink 向文件中写入数据
public static void writeToFile(File file) throws IOException {
	// 创建输出流
    Sink fileSink = Okio.sink(file);
    // 构造 BufferedSink
    RealBufferedSink bufferedSink = Okio.buffer(fileSink);
    // 向文件中写入数据
    bufferedSink.writeUtf8("Hello");
    bufferedSink.writeUtf8("\n");
    bufferedSink.writeAll(Okio.source(new File("my.txt")));
}