1 /*
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11  * This code is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
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14  * version 2 for more details (a copy is included in the LICENSE file that
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16  *
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18  * 2 along with this work; if not, write to the Free Software Foundation,
19  * Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
20  *
21  * Please contact Oracle, 500 Oracle Parkway, Redwood Shores, CA 94065 USA
22  * or visit www.oracle.com if you need additional information or have any
23  * questions.
24  */

25
26 package java.io;
27
28 import java.nio.channels.FileChannel;
29 import sun.nio.ch.FileChannelImpl;
30
31
32 /**
33  * A <code>FileInputStream</code> obtains input bytes
34  * from a file in a file system. What files
35  * are  available depends on the host environment.
36  *
37  * <p><code>FileInputStream</code> is meant for reading streams of raw bytes
38  * such as image data. For reading streams of characters, consider using
39  * <code>FileReader</code>.
40  *
41  * @apiNote
42  * To release resources used by this stream {@link #close} should be called
43  * directly or by try-with-resources. Subclasses are responsible for the cleanup
44  * of resources acquired by the subclass.
45  * Subclasses that override {@link #finalize} in order to perform cleanup
46  * should be modified to use alternative cleanup mechanisms such as
47  * {@link java.lang.ref.Cleaner} and remove the overriding {@code finalize} method.
48  *
49  * @implSpec
50  * If this FileInputStream has been subclassed and the {@link #close}
51  * method has been overridden, the {@link #close} method will be
52  * called when the FileInputStream is unreachable.
53  * Otherwise, it is implementation specific how the resource cleanup described in
54  * {@link #close} is performed.
55
56  *
57  * @author  Arthur van Hoff
58  * @see     java.io.File
59  * @see     java.io.FileDescriptor
60  * @see     java.io.FileOutputStream
61  * @see     java.nio.file.Files#newInputStream
62  * @since   1.0
63  */

64 public
65 class FileInputStream extends InputStream
66 {
67     /* File Descriptor - handle to the open file */
68     private final FileDescriptor fd;
69
70     /**
71      * The path of the referenced file
72      * (null if the stream is created with a file descriptor)
73      */

74     private final String path;
75
76     private volatile FileChannel channel;
77
78     private final Object closeLock = new Object();
79
80     private volatile boolean closed;
81
82     private final Object altFinalizer;
83
84     /**
85      * Creates a <code>FileInputStream</code> by
86      * opening a connection to an actual file,
87      * the file named by the path name <code>name</code>
88      * in the file system.  A new <code>FileDescriptor</code>
89      * object is created to represent this file
90      * connection.
91      * <p>
92      * First, if there is a security
93      * manager, its <code>checkRead</code> method
94      * is called with the <code>name</code> argument
95      * as its argument.
96      * <p>
97      * If the named file does not exist, is a directory rather than a regular
98      * file, or for some other reason cannot be opened for reading then a
99      * <code>FileNotFoundException</code> is thrown.
100      *
101      * @param      name   the system-dependent file name.
102      * @exception  FileNotFoundException  if the file does not exist,
103      *                   is a directory rather than a regular file,
104      *                   or for some other reason cannot be opened for
105      *                   reading.
106      * @exception  SecurityException      if a security manager exists and its
107      *               <code>checkRead</code> method denies read access
108      *               to the file.
109      * @see        java.lang.SecurityManager#checkRead(java.lang.String)
110      */

111     public FileInputStream(String name) throws FileNotFoundException {
112         this(name != null ? new File(name) : null);
113     }
114
115     /**
116      * Creates a <code>FileInputStream</code> by
117      * opening a connection to an actual file,
118      * the file named by the <code>File</code>
119      * object <code>file</code> in the file system.
120      * A new <code>FileDescriptor</code> object
121      * is created to represent this file connection.
122      * <p>
123      * First, if there is a security manager,
124      * its <code>checkRead</code> method  is called
125      * with the path represented by the <code>file</code>
126      * argument as its argument.
127      * <p>
128      * If the named file does not exist, is a directory rather than a regular
129      * file, or for some other reason cannot be opened for reading then a
130      * <code>FileNotFoundException</code> is thrown.
131      *
132      * @param      file   the file to be opened for reading.
133      * @exception  FileNotFoundException  if the file does not exist,
134      *                   is a directory rather than a regular file,
135      *                   or for some other reason cannot be opened for
136      *                   reading.
137      * @exception  SecurityException      if a security manager exists and its
138      *               <code>checkRead</code> method denies read access to the file.
139      * @see        java.io.File#getPath()
140      * @see        java.lang.SecurityManager#checkRead(java.lang.String)
141      */

142     public FileInputStream(File file) throws FileNotFoundException {
143         String name = (file != null ? file.getPath() : null);
144         SecurityManager security = System.getSecurityManager();
145         if (security != null) {
146             security.checkRead(name);
147         }
148         if (name == null) {
149             throw new NullPointerException();
150         }
151         if (file.isInvalid()) {
152             throw new FileNotFoundException("Invalid file path");
153         }
154         fd = new FileDescriptor();
155         fd.attach(this);
156         path = name;
157         open(name);
158         altFinalizer = getFinalizer(this);
159         if (altFinalizer == null) {
160             FileCleanable.register(fd);       // open set the fd, register the cleanup
161         }
162     }
163
164     /**
165      * Creates a <code>FileInputStream</code> by using the file descriptor
166      * <code>fdObj</code>, which represents an existing connection to an
167      * actual file in the file system.
168      * <p>
169      * If there is a security manager, its <code>checkRead</code> method is
170      * called with the file descriptor <code>fdObj</code> as its argument to
171      * see if it's ok to read the file descriptor. If read access is denied
172      * to the file descriptor a <code>SecurityException</code> is thrown.
173      * <p>
174      * If <code>fdObj</code> is null then a <code>NullPointerException</code>
175      * is thrown.
176      * <p>
177      * This constructor does not throw an exception if <code>fdObj</code>
178      * is {@link java.io.FileDescriptor#valid() invalid}.
179      * However, if the methods are invoked on the resulting stream to attempt
180      * I/O on the stream, an <code>IOException</code> is thrown.
181      *
182      * @param      fdObj   the file descriptor to be opened for reading.
183      * @throws     SecurityException      if a security manager exists and its
184      *                 <code>checkRead</code> method denies read access to the
185      *                 file descriptor.
186      * @see        SecurityManager#checkRead(java.io.FileDescriptor)
187      */

188     public FileInputStream(FileDescriptor fdObj) {
189         SecurityManager security = System.getSecurityManager();
190         if (fdObj == null) {
191             throw new NullPointerException();
192         }
193         if (security != null) {
194             security.checkRead(fdObj);
195         }
196         fd = fdObj;
197         path = null;
198         altFinalizer = null;
199
200         /*
201          * FileDescriptor is being shared by streams.
202          * Register this stream with FileDescriptor tracker.
203          */

204         fd.attach(this);
205     }
206
207     /**
208      * Opens the specified file for reading.
209      * @param name the name of the file
210      */

211     private native void open0(String name) throws FileNotFoundException;
212
213     // wrap native call to allow instrumentation
214     /**
215      * Opens the specified file for reading.
216      * @param name the name of the file
217      */

218     private void open(String name) throws FileNotFoundException {
219         open0(name);
220     }
221
222     /**
223      * Reads a byte of data from this input stream. This method blocks
224      * if no input is yet available.
225      *
226      * @return     the next byte of data, or <code>-1</code> if the end of the
227      *             file is reached.
228      * @exception  IOException  if an I/O error occurs.
229      */

230     public int read() throws IOException {
231         return read0();
232     }
233
234     private native int read0() throws IOException;
235
236     /**
237      * Reads a subarray as a sequence of bytes.
238      * @param b the data to be written
239      * @param off the start offset in the data
240      * @param len the number of bytes that are written
241      * @exception IOException If an I/O error has occurred.
242      */

243     private native int readBytes(byte b[], int off, int len) throws IOException;
244
245     /**
246      * Reads up to <code>b.length</code> bytes of data from this input
247      * stream into an array of bytes. This method blocks until some input
248      * is available.
249      *
250      * @param      b   the buffer into which the data is read.
251      * @return     the total number of bytes read into the buffer, or
252      *             <code>-1</code> if there is no more data because the end of
253      *             the file has been reached.
254      * @exception  IOException  if an I/O error occurs.
255      */

256     public int read(byte b[]) throws IOException {
257         return readBytes(b, 0, b.length);
258     }
259
260     /**
261      * Reads up to <code>len</code> bytes of data from this input stream
262      * into an array of bytes. If <code>len</code> is not zero, the method
263      * blocks until some input is available; otherwise, no
264      * bytes are read and <code>0</code> is returned.
265      *
266      * @param      b     the buffer into which the data is read.
267      * @param      off   the start offset in the destination array <code>b</code>
268      * @param      len   the maximum number of bytes read.
269      * @return     the total number of bytes read into the buffer, or
270      *             <code>-1</code> if there is no more data because the end of
271      *             the file has been reached.
272      * @exception  NullPointerException If <code>b</code> is <code>null</code>.
273      * @exception  IndexOutOfBoundsException If <code>off</code> is negative,
274      * <code>len</code> is negative, or <code>len</code> is greater than
275      * <code>b.length - off</code>
276      * @exception  IOException  if an I/O error occurs.
277      */

278     public int read(byte b[], int off, int len) throws IOException {
279         return readBytes(b, off, len);
280     }
281
282     /**
283      * Skips over and discards <code>n</code> bytes of data from the
284      * input stream.
285      *
286      * <p>The <code>skip</code> method may, for a variety of
287      * reasons, end up skipping over some smaller number of bytes,
288      * possibly <code>0</code>. If <code>n</code> is negative, the method
289      * will try to skip backwards. In case the backing file does not support
290      * backward skip at its current position, an <code>IOException</code> is
291      * thrown. The actual number of bytes skipped is returned. If it skips
292      * forwards, it returns a positive value. If it skips backwards, it
293      * returns a negative value.
294      *
295      * <p>This method may skip more bytes than what are remaining in the
296      * backing file. This produces no exception and the number of bytes skipped
297      * may include some number of bytes that were beyond the EOF of the
298      * backing file. Attempting to read from the stream after skipping past
299      * the end will result in -1 indicating the end of the file.
300      *
301      * @param      n   the number of bytes to be skipped.
302      * @return     the actual number of bytes skipped.
303      * @exception  IOException  if n is negative, if the stream does not
304      *             support seek, or if an I/O error occurs.
305      */

306     public long skip(long n) throws IOException {
307         return skip0(n);
308     }
309
310     private native long skip0(long n) throws IOException;
311
312     /**
313      * Returns an estimate of the number of remaining bytes that can be read (or
314      * skipped over) from this input stream without blocking by the next
315      * invocation of a method for this input stream. Returns 0 when the file
316      * position is beyond EOF. The next invocation might be the same thread
317      * or another thread. A single read or skip of this many bytes will not
318      * block, but may read or skip fewer bytes.
319      *
320      * <p> In some cases, a non-blocking read (or skip) may appear to be
321      * blocked when it is merely slow, for example when reading large
322      * files over slow networks.
323      *
324      * @return     an estimate of the number of remaining bytes that can be read
325      *             (or skipped over) from this input stream without blocking.
326      * @exception  IOException  if this file input stream has been closed by calling
327      *             {@code close} or an I/O error occurs.
328      */

329     public int available() throws IOException {
330         return available0();
331     }
332
333     private native int available0() throws IOException;
334
335     /**
336      * Closes this file input stream and releases any system resources
337      * associated with the stream.
338      *
339      * <p> If this stream has an associated channel then the channel is closed
340      * as well.
341      *
342      * @apiNote
343      * Overriding {@link #close} to perform cleanup actions is reliable
344      * only when called directly or when called by try-with-resources.
345      * Do not depend on finalization to invoke {@code close};
346      * finalization is not reliable and is deprecated.
347      * If cleanup of native resources is needed, other mechanisms such as
348      * {@linkplain java.lang.ref.Cleaner} should be used.
349      *
350      * @exception  IOException  if an I/O error occurs.
351      *
352      * @revised 1.4
353      * @spec JSR-51
354      */

355     public void close() throws IOException {
356         if (closed) {
357             return;
358         }
359         synchronized (closeLock) {
360             if (closed) {
361                 return;
362             }
363             closed = true;
364         }
365
366         FileChannel fc = channel;
367         if (fc != null) {
368             // possible race with getChannel(), benign since
369             // FileChannel.close is final and idempotent
370             fc.close();
371         }
372
373         fd.closeAll(new Closeable() {
374             public void close() throws IOException {
375                fd.close();
376            }
377         });
378     }
379
380     /**
381      * Returns the <code>FileDescriptor</code>
382      * object  that represents the connection to
383      * the actual file in the file system being
384      * used by this <code>FileInputStream</code>.
385      *
386      * @return     the file descriptor object associated with this stream.
387      * @exception  IOException  if an I/O error occurs.
388      * @see        java.io.FileDescriptor
389      */

390     public final FileDescriptor getFD() throws IOException {
391         if (fd != null) {
392             return fd;
393         }
394         throw new IOException();
395     }
396
397     /**
398      * Returns the unique {@link java.nio.channels.FileChannel FileChannel}
399      * object associated with this file input stream.
400      *
401      * <p> The initial {@link java.nio.channels.FileChannel#position()
402      * position} of the returned channel will be equal to the
403      * number of bytes read from the file so far.  Reading bytes from this
404      * stream will increment the channel's position.  Changing the channel's
405      * position, either explicitly or by reading, will change this stream's
406      * file position.
407      *
408      * @return  the file channel associated with this file input stream
409      *
410      * @since 1.4
411      * @spec JSR-51
412      */

413     public FileChannel getChannel() {
414         FileChannel fc = this.channel;
415         if (fc == null) {
416             synchronized (this) {
417                 fc = this.channel;
418                 if (fc == null) {
419                     this.channel = fc = FileChannelImpl.open(fd, path, true,
420                         falsefalsethis);
421                     if (closed) {
422                         try {
423                             // possible race with close(), benign since
424                             // FileChannel.close is final and idempotent
425                             fc.close();
426                         } catch (IOException ioe) {
427                             throw new InternalError(ioe); // should not happen
428                         }
429                     }
430                 }
431             }
432         }
433         return fc;
434     }
435
436     private static native void initIDs();
437
438     static {
439         initIDs();
440     }
441
442     /**
443      * Ensures that the {@link #close} method of this file input stream is
444      * called when there are no more references to it.
445      * The {@link #finalize} method does not call {@link #close} directly.
446      *
447      * @apiNote
448      * To release resources used by this stream {@link #close} should be called
449      * directly or by try-with-resources.
450      *
451      * @implSpec
452      * If this FileInputStream has been subclassed and the {@link #close}
453      * method has been overridden, the {@link #close} method will be
454      * called when the FileInputStream is unreachable.
455      * Otherwise, it is implementation specific how the resource cleanup described in
456      * {@link #close} is performed.
457      *
458      * @deprecated The {@code finalize} method has been deprecated and will be removed.
459      *     Subclasses that override {@code finalize} in order to perform cleanup
460      *     should be modified to use alternative cleanup mechanisms and
461      *     to remove the overriding {@code finalize} method.
462      *     When overriding the {@code finalize} method, its implementation must explicitly
463      *     ensure that {@code super.finalize()} is invoked as described in {@link Object#finalize}.
464      *     See the specification for {@link Object#finalize()} for further
465      *     information about migration options.
466      *
467      * @exception  IOException  if an I/O error occurs.
468      * @see        java.io.FileInputStream#close()
469      */

470     @Deprecated(since="9", forRemoval = true)
471     protected void finalize() throws IOException {
472     }
473
474     /*
475      * Returns a finalizer object if the FIS needs a finalizer; otherwise null.
476      * If the FIS has a close method; it needs an AltFinalizer.
477      */

478     private static Object getFinalizer(FileInputStream fis) {
479         Class<?> clazz = fis.getClass();
480         while (clazz != FileInputStream.class) {
481             try {
482                 clazz.getDeclaredMethod("close");
483                 return new AltFinalizer(fis);
484             } catch (NoSuchMethodException nsme) {
485                 // ignore
486             }
487             clazz = clazz.getSuperclass();
488         }
489         return null;
490     }
491     /**
492      * Class to call {@code FileInputStream.close} when finalized.
493      * If finalization of the stream is needed, an instance is created
494      * in its constructor(s).  When the set of instances
495      * related to the stream is unreachable, the AltFinalizer performs
496      * the needed call to the stream's {@code close} method.
497      */

498     static class AltFinalizer {
499         private final FileInputStream fis;
500
501         AltFinalizer(FileInputStream fis) {
502             this.fis = fis;
503         }
504
505         @Override
506         @SuppressWarnings("deprecation")
507         protected final void finalize() {
508             try {
509                 if ((fis.fd != null) && (fis.fd != FileDescriptor.in)) {
510                     /* if fd is shared, the references in FileDescriptor
511                      * will ensure that finalizer is only called when
512                      * safe to do so. All references using the fd have
513                      * become unreachable. We can call close()
514                      */

515                     fis.close();
516                 }
517             } catch (IOException ioe) {
518                 // ignore
519             }
520         }
521     }
522 }
523