第四章管道和缓冲器

小咪咪 2022-05-12 15:50 160阅读 0赞

# 第四章 管道和缓冲器 #

本文译自 《TangoRefMan\_Sep\_1\_2008.odt 》

管道和缓冲器是tango IO 的基础。

##  管道（conduits) ##

Tango IO 是面向流的：每个数据最终被描述为一个Tango概念叫管道（conduits)，包括InputStream和OutputStream。 例如，有一些管道用于文件、套接字（sockets）和控制台等的交互操作。一些管道要求明确的连接到终点，而另一些连接不明确（socket conduits是明确连接的一个变体）。文件和控制台管道通常是不明确地连接。有一些扩展让不同步读、写操作成为可能，通过各种具体操作系统方便的支持（见tanog.io.selector)。

管道是双向的，支持邻近的读和写，通过关联一个输入流（InputStream）进行读操作，通过关联一个输出流（OutputStream）进行写操作，访问分别通过管道的input()方法和output()方法。通常应用程序的交互作用是用管道流的read/write方法。每个方法接受一个无类型数组然后返回一个整数数组，描述构成量（quantitypopulated）和消耗量（consumed)。

注意在有些情况下，返回值少于数组长度（array-length)提供的值。实际上，保留常量IConduit.Eof返回流程末尾（end-of-flow)状态：

InputStream input();

OutputStream output();

InputStream

*void clear();*

*Iconduit conduit();*

*uint read (void\[\] dst);*

OutputStream

*void flush();*

*Iconduit conduit();*

*uint write(void\[\] src);*

*OutputStream copy(InputStream src);*

输出流方法（OutputStream)提供完整刷新一个数组并复制另一个管道的内容。这两种方法,可以同时完成,取决于管道末端（end-point)。

管道支持流过滤器的概念：一个或多个过滤器被绑到管道上，流过过滤器的数据会被拦截和改变。文件过滤器通过这些管道方法用颠倒顺序连接。返回上一个绑定的过滤器：

InputStream attach(InpuStream filteer);

OutputStream attach(OutpuStream filter);

管道过滤器像预期的一样链接在一起，如，一个过滤器read()方法调用它的祖先的read()方法。然而，如果看起来适合，过滤器会更改流向。过滤器基类在tango.io.Conduit模块中。

值得注意的是这些过滤器被有效地包容在管道自身之中，而不是把过滤器暴露出来作为IO活动的大门，这就允许管道细节（如socket属性、文件搜寻）隐藏在更少的界面之后。

再次提醒，管道不再需要使用时，应该被应用程序明确地关闭，以便于执行管道的清除行为并释放任何捆绑的过滤器。

## 管道异常 ##

作为一个规则，管道不要乱扔异常,因为有些错误情况经常被认为是有效的。例如,IConduit.Eof一般完好无损地传回给应用程序。不过，如果底层操作系统检测到一些故障类型，异常还是会抛出。

## 缓冲器（Buffers) ##

缓冲一个管道应用到那里的内容相当于滑动窗口（sliding window)，并且简化大多数通用操作如记号解析（token-parsing)和输出一系列相关事件，缓冲器也能提高可靠的IO应用程序的处理能力。例如 ：缓冲使下面的管道读写大块的数据而不是分散的小块数据元素，它提供一个临时的空间给可靠的算法高效率地改变流内容；并且支持高效率地数据记录内容映射到用户内存。缓冲器是全双工的，它保持不同的读写存储位置——因此，当写到一个缓冲器的末尾附近时，可同时读另一个的开始部分。

缓冲器提供了必要的功能来处理许多类型的缓冲活动,从简单的附加操作到更平凡的生产/消费之间的管道带宽的平衡。同时也支持多个客户端。如，多于一个的reader和/或writer可能被捆绑到一个缓冲器，并且缓冲器将维护一个穿越它们（缓冲器）的常见的状态，这是非常方便的。例如 ，一个应用程序必须涉及一个混合或交叉存取（mixed or interleaved)协议（protocol)-----这样的客户端会连续操作，与并发形成对照。当使用一个没有协定的客户端时，缓冲器自身的数据类型是不可知的。这是一个聪明的数组,冲洗和/或通过管道回填本身是必要的。

一个缓冲器通常捆绑到一个管道，它能轻松的单独使用。如基于内存的累加器。在这些情况下，缓冲器客户端用完全相同的方式被添加，用相同的方式操作，有一个区别：一个没有绑定管道的缓冲器在填满容积时不能自动的被清仓，因此，这种情况发生时将抛出一个异常。不断增长的缓存可以用来处理这个情景。

一个缓冲器的通常用法包含下列方法：

Ibuffer append (void\[\] src);

uint read(void\[\] dst);

void\[\] slice();

Ibuffer fill();

Ibuffer flush();

Ibuffer clear();

Iconduit conduit();

这些方法通常是不常见：

bool truncate(uint extent);

bool next(uint delegate(void\[\] tokenizer);