仅使用 InputStream 和 OutputStream 抽象在 Java 中进行动态 Deflate (ZIP) 压缩。可能的？

Question

我目前正在尝试编写一个自定义流代理（让我们这样称呼它），它可以更改给定输入流中的内容并生成修改后的输出（如果需要）。这个要求确实是必要的，因为有时我必须修改应用程序中的流（例如，真正即时压缩数据）。下面的类非常简单，它使用内部缓冲。

private static class ProxyInputStream extends InputStream {

    private final InputStream iStream;
    private final byte[] iBuffer = new byte[512];

    private int iBufferedBytes;

    private final ByteArrayOutputStream oBufferStream;
    private final OutputStream oStream;

    private byte[] oBuffer = emptyPrimitiveByteArray;
    private int oBufferIndex;

    ProxyInputStream(InputStream iStream, IFunction<OutputStream, ByteArrayOutputStream> oStreamFactory) {
        this.iStream = iStream;
        oBufferStream = new ByteArrayOutputStream(512);
        oStream = oStreamFactory.evaluate(oBufferStream);
    }

    @Override
    public int read() throws IOException {
        if ( oBufferIndex == oBuffer.length ) {
            iBufferedBytes = iStream.read(iBuffer);
            if ( iBufferedBytes == -1 ) {
                return -1;
            }
            oBufferIndex = 0;
            oStream.write(iBuffer, 0, iBufferedBytes);
            oStream.flush();
            oBuffer = oBufferStream.toByteArray();
            oBufferStream.reset();
        }
        return oBuffer[oBufferIndex++];
    }

}

假设我们还有一个示例测试输出流，它只是在每个写入的字节（“abc”->“ab c”）之前添加一个空格字符，如下所示：

private static class SpacingOutputStream extends OutputStream {

    private final OutputStream outputStream;

    SpacingOutputStream(OutputStream outputStream) {
        this.outputStream = outputStream;
    }

    @Override
    public void write(int b) throws IOException {
        outputStream.write(' ');
        outputStream.write(b);
    }

}

以及以下测试方法：

private static void test(final boolean useDeflater) throws IOException {
    final FileInputStream input = new FileInputStream(SOURCE);
    final IFunction<OutputStream, ByteArrayOutputStream> outputFactory = new IFunction<OutputStream, ByteArrayOutputStream>() {
        @Override
        public OutputStream evaluate(ByteArrayOutputStream outputStream) {
            return useDeflater ? new DeflaterOutputStream(outputStream) : new SpacingOutputStream(outputStream);
        }
    };
    final InputStream proxyInput = new ProxyInputStream(input, outputFactory);
    final OutputStream output = new FileOutputStream(SOURCE + ".~" + useDeflater);
    int c;
    while ( (c = proxyInput.read()) != -1 ) {
        output.write(c);
    }
    output.close();
    proxyInput.close();
}

此测试方法只是读取文件内容并将其写入另一个流，这可能可以以某种方式进行修改。如果测试方法使用 useDeflater=false 运行，则预期方法可以正常工作。但是，如果在启用 useDeflater 的情况下调用测试方法，它的行为会非常奇怪，并且几乎不写入任何内容（如果省略标头 78 9C）。我怀疑 deflater 类的设计可能不符合我喜欢使用的方法，但我始终相信 ZIP 格式和 deflate 压缩是为即时工作而设计的。

也许我在某些时候对 deflate 压缩算法的细节是错误的。我真正想念什么？...也许可能有另一种方法来编写“流代理”，使其完全按照我希望的方式工作...我怎样才能动态压缩仅受流限制的数据？

提前致谢。

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UPD：以下基本版本与放气机和充气机配合得很好：

public final class ProxyInputStream<OS extends OutputStream> extends InputStream {

private static final int INPUT_BUFFER_SIZE = 512;
private static final int OUTPUT_BUFFER_SIZE = 512;

private final InputStream iStream;
private final byte[] iBuffer = new byte[INPUT_BUFFER_SIZE];
private final ByteArrayOutputStream oBufferStream;
private final OS oStream;
private final IProxyInputStreamListener<OS> listener;

private byte[] oBuffer = emptyPrimitiveByteArray;
private int oBufferIndex;
private boolean endOfStream;

private ProxyInputStream(InputStream iStream, IFunction<OS, ByteArrayOutputStream> oStreamFactory, IProxyInputStreamListener<OS> listener) {
    this.iStream = iStream;
    oBufferStream = new ByteArrayOutputStream(OUTPUT_BUFFER_SIZE);
    oStream = oStreamFactory.evaluate(oBufferStream);
    this.listener = listener;
}

public static <OS extends OutputStream> ProxyInputStream<OS> proxyInputStream(InputStream iStream, IFunction<OS, ByteArrayOutputStream> oStreamFactory, IProxyInputStreamListener<OS> listener) {
    return new ProxyInputStream<OS>(iStream, oStreamFactory, listener);
}

@Override
public int read() throws IOException {
    if ( oBufferIndex == oBuffer.length ) {
        if ( endOfStream ) {
            return -1;
        } else {
            oBufferIndex = 0;
            do {
                final int iBufferedBytes = iStream.read(iBuffer);
                if ( iBufferedBytes == -1 ) {
                    if ( listener != null ) {
                        listener.afterEndOfStream(oStream);
                    }
                    endOfStream = true;
                    break;
                }
                oStream.write(iBuffer, 0, iBufferedBytes);
                oStream.flush();
            } while ( oBufferStream.size() == 0 );
            oBuffer = oBufferStream.toByteArray();
            oBufferStream.reset();
        }
    }
    return !endOfStream || oBuffer.length != 0 ? (int) oBuffer[oBufferIndex++] & 0xFF : -1;
}

}

Answer 1

我不相信 DeflaterOutputStream.flush() 做任何有意义的事情。压缩器将累积数据，直到有数据可以写入底层流。强制输出剩余数据位的唯一方法是调用 DeflaterOutputStream.finish()。但是，这不适用于您当前的实现，因为在完全完成编写之前您无法调用完成。

实际上，在同一个线程中编写压缩流并读取它是非常困难的。在 RMIIO 项目中，我实际上这样做了，但是您需要一个任意大小的中间输出缓冲区（并且您基本上需要将数据推入，直到另一端出现压缩的数据，然后您就可以读取它）。您也许能够使用该项目中的一些 util 类来完成您想要做的事情。

Answer 2

为什么不使用GZipOutputStream？

我有点迷失了。但当我不想压缩时，我应该简单地使用原始的outputStream，而当我确实想要压缩时，我应该简单地使用新的GZipOutputStream(outputStream)。就这样。无论如何，检查您是否正在刷新输出流。

Gzip 与 zip

另外：一件事是 GZIP（压缩流，这就是你正在做的事情），另一件事是编写有效的 zip 文件（文件头、文件目录、条目（头、数据） *）。检查 ZipOutputStream。

Answer 3

如果你在某个地方使用方法，请小心
int read(byte b[], int off, int len) 以及如果发生异常
Final int iBufferedBytes = iStream.read(iBuffer);

你会陷入无限循环