java - 是否可以使用 Java ImageIO 从 InputStream 读取多个图像？

Question

我正在尝试拥有一个 Kotlin 线程，它只从单个 InputStream 中读取多个图像。

为了测试，我有一个输入流，它在一个单独的线程中接收两个小图像文件的内容。这似乎工作正常，就像我将此输入流的内容写入磁盘一样，生成的文件与两个源图像文件的串联相同。

使用ImageIO从输入流中读取图像时出现的问题:

import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.File;
import java.io.InputStream;
import javax.imageio.ImageIO;

class ImgReader {

    InputStream input;

    ImgReader(InputStream input) {
        this.input = input;
    }

    public void run() {
        ImageIO.setUseCache(false);
        System.out.println("read start");
        int counter = 1;
        try {
            BufferedImage im = ImageIO.read(input);
            System.out.println("read: " + counter + " " + (im != null));

            if (im != null)
                ImageIO.write(im, "jpg", new File("pics/out/" + (counter++) +".jpeg"));

        } catch (Exception e){
            System.out.println("error while reading stream");
            e.printStackTrace(System.out);
        }

        System.out.println("read done");
    }
}

这适用于第一张图像，它被正确接收并保存到文件中。然而，第二张图片没有被读取:ImageIO.read(input) 返回 null。

是否可以从 InputStream 中读取多个图像？我做错了什么？

--- 编辑 ---

我尝试了一种变体，其中只有一个图像从流中解码(这是正确完成的)。在此之后，我尝试将其余的流内容保存到二进制文件中，而不是尝试将其解码为图像。第二个二进制文件是空的，这意味着第一个 ImageIO.read 似乎消耗了整个流。

Answer 1

是的，可以从(单个)InputStream 读取多个图像。

我认为最明显的解决方案是使用一种已经广泛支持多图像的文件格式，例如 TIFF。 javax.imageio API 对读写多图像文件有很好的支持，即使 ImageIO 类没有任何方便的方法，比如 ImageIO.read(...)/ImageIO.write(...) 读取/写入单个图像的方法。这意味着您需要编写更多代码(下面的代码示例)。

但是，如果输入是由您无法控制的第三方创建的，则可能无法使用不同的格式。从评论中解释说，您的输入实际上是一连串的 Exif JPEG 流。好消息是 Java 的 JPEGImageReader/Writer 确实允许在同一流中使用多个 JPEG，即使这不是一种非常常见的格式。

要从同一个流中读取多个 JPEG，您可以使用以下示例(请注意，该代码是完全通用的，也适用于读取其他多图像文件，如 TIFF):

File file = ...; // May also use InputStream here
List<BufferedImage> images = new ArrayList<>();

try (ImageInputStream in = ImageIO.createImageInputStream(file)) {
    Iterator<ImageReader> readers = ImageIO.getImageReaders(in);

    if (!readers.hasNext()) {
        throw new AssertionError("No reader for file " + file);
    }

    ImageReader reader = readers.next();

    reader.setInput(in);

    // It's possible to use reader.getNumImages(true) and a for-loop here.
    // However, for many formats, it is more efficient to just read until there's no more images in the stream.
    try {
        int i = 0;
        while (true) {
            images.add(reader.read(i++));
        }
    }
    catch (IndexOutOfBoundsException expected) {
        // We're done
    }

    reader.dispose();
}   

---

此行以下的任何内容都只是额外的额外信息。

下面是如何使用 ImageIO API写入多图像文件(代码示例使用 TIFF，但它非常通用，理论上应该也适用于其他格式，除了压缩类型范围)。

File file = ...; // May also use OutputStream/InputStream here
List<BufferedImage> images = new ArrayList<>(); // Just add images...

Iterator<ImageWriter> writers = ImageIO.getImageWritersByFormatName("TIFF");

if (!writers.hasNext()) {
    throw new AssertionError("Missing plugin");
}

ImageWriter writer = writers.next();

if (!writer.canWriteSequence()) {
    throw new AssertionError("Plugin doesn't support multi page file");       
}

ImageWriteParam param = writer.getDefaultWriteParam();
param.setCompressionMode(ImageWriteParam.MODE_EXPLICIT);
param.setCompressionType("JPEG"); // The allowed compression types may vary from plugin to plugin
// The most common values for TIFF, are NONE, LZW, Deflate or Zip, or JPEG

try (ImageOutputStream out = ImageIO.createImageOutputStream(file)) {
    writer.setOutput(out);

    writer.prepareWriteSequence(null); // No stream metadata needed for TIFF

    for (BufferedImage image : images) {
        writer.writeToSequence(new IIOImage(image, null, null), param);
    }

    writer.endWriteSequence();
}

writer.dispose();

请注意，在 Java 9 之前，您还需要第三方 TIFF 插件，如 JAI 或我自己的 TwelveMonkeys ImageIO，才能使用 ImageIO 读/写 TIFF。

---

如果您真的不喜欢编写这种冗长的代码，另一种选择是将图像包装在您自己的最小容器格式中，其中包括(至少)每个图像的长度。然后你可以使用 ImageIO.write(...) 写入并使用 ImageIO.read(...) 读取，但是你需要围绕它实现一些简单的流逻辑.当然，反对它的主要理由是它将完全专有。

但是，如果您在类似客户端/服务器的设置中异步读取/写入(正如我怀疑的那样，根据您的问题)，这可能非常有意义，并且可能是一个可以接受的权衡。

类似于:

File file = new File(args[0]);
List<BufferedImage> images = new ArrayList<>();

try (DataOutputStream out = new DataOutputStream(new FileOutputStream(file))) {
    ByteArrayOutputStream buffer = new ByteArrayOutputStream(1024 * 1024); // Use larger buffer for large images

    for (BufferedImage image : images) {
        buffer.reset();

        ImageIO.write(image, "JPEG", buffer); // Or PNG or any other format you like, really

        out.writeInt(buffer.size());
        buffer.writeTo(out);
        out.flush();
    }

    out.writeInt(-1); // EOF marker (alternatively, catch EOFException while reading)
}

// And, reading back:
try (DataInputStream in = new DataInputStream(new FileInputStream(file))) {
    int size;

    while ((size = in.readInt()) != -1) {
        byte[] buffer = new byte[size];
        in.readFully(buffer); // May be more efficient to create a FilterInputStream that counts bytes read, with local EOF after size

        images.add(ImageIO.read(new ByteArrayInputStream(buffer)));
    }
}

PS:如果您只想将接收到的图像写入磁盘，则不应为此使用 ImageIO。相反，使用普通 I/O(假设格式来自上一个示例):

try (DataInputStream in = new DataInputStream(new FileInputStream(file))) {
    int counter = 0;

    int size;        
    while ((size = in.readInt()) != -1) {
        byte[] buffer = new byte[size];
        in.readFully(buffer);

        try (FileOutputStream out = new FileOutputStream(new File("pics/out/" + (counter++) +".jpeg"))) {
            out.write(buffer);
            out.flush();
        }
    }
}