Java 困扰三周の问题：使用 byte[] 或 skip() 方法读取字节流 Stream 文件尾部多 / 少 / 缺字节解决方法

前言

最近在造一个最强兼容性的 FTP 服务端轮子，但在使用 InputStream、OutputStream 及它的子类时，我遇到了很奇怪也很严重的问题：数据尾部随机缺少/多出数据。这个问题简直太致命了。

问题复现

先出一段代码，我之前操作数据流的步骤如下（请注意看注释）：

// 获取文件输出流FileOutputStream和网络输入流InputStream
FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(file);
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
// 新建一个字节数组
byte[] bytes = new byte[8192];
// 从网络输入流inputStream，读取字节并写入到字节数组byte[] bytes
while ((inputStream.read(bytes)) != -1) {
    // 写入到本地文件中
    fileOutputStream.write(bytes);
}
// 以防万一，刷新一下缓存
fileOutputStream.flush();
// 关闭流
inputStream.close();
fileOutputStream.close();

无论使用何种字节流类，我使用 new byte[8192]这种字节数组读取数据时，最终的结果总会多出来或者少出来很多字节，非常奇怪，但在逻辑上，我以防万一，还将 fileOutputStream 中的缓存刷新了出来，按理来讲应该没有问题了。

这个问题在我尝试了 BufferedXxxStream、FileXxxStream、XxxStream 了以后还是没有得到解决，在无数次的尝试之后，浪费了我三个星期的时间去解决。但在之后的一次偶然 write()方法的查阅中，我找到了解决问题的线索。

问题解决过程

首先，我查阅了 InputStream 的 read 方法：

解决思路

注：下面的解题思路中，read 方法我只调用了一次，忽略了 while，方便阅读理解。

1. 我使用 read()方法逐个读取字节写入文件是没有问题的，但是这样逐个读取速度太慢、CPU 爆满：

int data;
data = inputStream.read();
// 此时data中应存储了输入流中的一个字节

2. 使用 read(byte[] b)的方法，就出现了字节错乱的问题，方法也是我一开始认为正确的：

byte[] bytes = new byte[8192];
inputStream.read(bytes);
// 此时bytes中应存储了输入流中的前8192字节（这里是我之前的误解，下面有解释）

3. 然后突然想到了一个问题：如果网络不好的话，输入流真的每次都能存满 8192 字节吗？
4. 果然老师说的没错，不把题读完整，坑的一定是自己。看 read(byte[] b)方法解释的后半段，以整数形式返回实际读取的字节数，也就是说，如果我用 int 接住它的返回值，就能得到本次 read 方法读取到的真实长度？试试看：

byte[] bytes = new byte[8192];
int len = -1;
len = inputStream.read(bytes);
// 此时bytes中应存储了相应大小的字节，而len中存储的应是读取到的真实字节长度。
// 注意，len中存储的是长度，而不是read()不传参方法中的字节。
// 由于我省略掉了while，实际上下面的方法应该打印了很多次。
System.out.println("Length: " + len);

运行以后，我获得到的部分结果：

Length: 8192
Length: 8192
Length: 7000
Length: 8192
Length: 8092

果不其然啊，在第三次 read 方法时，实际上只有 7000 个字节被写入了，还剩下 1192 个字节直接被填满了 0，在多出了一堆数据的同时，文件数据也变得不连贯，直接导致损坏。

解决方案

问题找到了，其它的就简单了，只要我们不把它额外填充的字节写入就可以了。查阅一下 OutputStream.write 方法的使用：

write(byte[] b, int off, int len)
从指定的字节数组写入len个字节，从偏移off开始输出到此输出流。

Wow, AMAZING.

这就简单了，在已知长度 n 的条件下，我们只需要使用 write(bytes, 0, n)就可以了：

byte[] bytes = new byte[8192];
int len = -1;
len = inputStream.read(bytes);
outputStream.write(bytes, 0, len);

从第 0 个字节开始，写入到 len 中指定的下标，OK。
至于为什么从 0 开始？别闹。

后语

在出现问题时，一定要仔细翻阅官方文档！这是次教训，也是个经验。