IO.java
001 /*
002  * Java Genetic Algorithm Library (jenetics-4.1.0).
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004  *
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016  *
017  * Author:
018  *    Franz Wilhelmstötter (franz.wilhelmstoetter@gmail.com)
019  */
020 package io.jenetics.util;
021 
022 import java.io.ByteArrayInputStream;
023 import java.io.ByteArrayOutputStream;
024 import java.io.File;
025 import java.io.FileInputStream;
026 import java.io.FileOutputStream;
027 import java.io.IOException;
028 import java.io.InputStream;
029 import java.io.NotSerializableException;
030 import java.io.ObjectInputStream;
031 import java.io.ObjectOutputStream;
032 import java.io.OutputStream;
033 import java.nio.file.Path;
034 
035 /**
036  * Class for object serialization. The following example shows how to write and
037  * reload a given population.
038  *
039  <pre>{@code
040  * // Creating result population.
041  * EvolutionResult<DoubleGene, Double> result = stream
042  *     .collect(toBestEvolutionResult());
043  *
044  * // Writing the population to disk.
045  * final File file = new File("population.bin");
046  * IO.object.write(result.getPopulation(), file);
047  *
048  * // Reading the population from disk.
049  * ISeq<Phenotype<G, C>> population = (ISeq<Phenotype<G, C>>)IO.object.read(file);
050  * EvolutionStream<DoubleGene, Double> stream = Engine
051  *     .build(ff, gtf)
052  *     .stream(population, 1);
053  * }</pre>
054  *
055  @author <a href="mailto:franz.wilhelmstoetter@gmail.com">Franz Wilhelmstötter</a>
056  @since 1.0
057  @version 4.0
058  */
059 public abstract class IO {
060 
061     protected IO() {
062     }
063 
064     /**
065      * IO implementation for "native" <i>Java</i> serialization.
066      */
067     public static final IO object = new IO() {
068 
069         @Override
070         public void write(final Object object, final OutputStream out)
071             throws IOException
072         {
073             final ObjectOutputStream oout = new ObjectOutputStream(out);
074             oout.writeObject(object);
075             out.flush();
076         }
077 
078         @Override
079         public <T> T read(final Class<T> type, final InputStream in)
080             throws IOException
081         {
082             final ObjectInputStream oin = new ObjectInputStream(in);
083             try {
084                 return type.cast(oin.readObject());
085             catch (ClassNotFoundException | ClassCastException e) {
086                 throw new IOException(e);
087             }
088         }
089     };
090 
091     /**
092      * Serializes the given {@code object} to a {@code byte[]} array.
093      *
094      @since 4.1
095      *
096      @param object the object to serialize.
097      @throws NullPointerException if one of the object is {@code null}.
098      @throws IOException if the object could not be serialized.
099      @return the serialized {@code object} as {@code byte[]} array
100      */
101     public byte[] toByteArray(final Object objectthrows IOException {
102         final ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
103         write(object, out);
104         return out.toByteArray();
105     }
106 
107     /**
108      * Write the (serializable) object to the given path.
109      *
110      @param object the object to serialize.
111      @param path the path to write the object to.
112      @throws NullPointerException if one of the arguments is {@code null}.
113      @throws IOException if the object could not be serialized.
114      */
115     public void write(final Object object, final String path)
116         throws IOException
117     {
118         write(object, new File(path));
119     }
120 
121     /**
122      * Write the (serializable) object to the given path.
123      *
124      @param object the object to serialize.
125      @param path the path to write the object to.
126      @throws NullPointerException if one of the arguments is {@code null}.
127      @throws IOException if the object could not be serialized.
128      */
129     public void write(final Object object, final Path path)
130         throws IOException
131     {
132         write(object, path.toFile());
133     }
134 
135     /**
136      * Write the (serializable) object to the given file.
137      *
138      @param object the object to serialize.
139      @param file the file to write the object to.
140      @throws NullPointerException if one of the arguments is {@code null}.
141      @throws IOException if the object could not be serialized.
142      */
143     public void write(final Object object, final File file)
144         throws IOException
145     {
146         try (final FileOutputStream out = new FileOutputStream(file)) {
147             write(object, out);
148         }
149     }
150 
151     /**
152      * Write the (serializable) object to the given output stream.
153      *
154      @param object the object to serialize.
155      @param out the output stream to write the object to.
156      @throws NullPointerException if one of the arguments is {@code null}.
157      @throws IOException if the object could not be serialized.
158      */
159     public abstract void write(final Object object, final OutputStream out)
160         throws IOException;
161 
162     /**
163      * Creates a, previously serialized, object from the given {@code byte[]}
164      * array.
165      *
166      @since 4.1
167      *
168      @param bytes the serialized object.
169      @return the de-serialized object.
170      @throws NullPointerException if the input {@code bytes} is {@code null}.
171      @throws IOException if the object could not be de-serialized.
172      */
173     public Object fromByteArray(final byte[] bytesthrows IOException {
174         final ByteArrayInputStream in = new ByteArrayInputStream(bytes);
175         return read(in);
176     }
177 
178     /**
179      * Reads an object from the given file.
180      *
181      @param <T> the type of the read object
182      @param path the path to read from.
183      @param type the type of the read object.
184      @return the de-serialized object.
185      @throws NullPointerException if the input stream {@code in} is {@code null}.
186      @throws IOException if the object could not be read.
187      */
188     public <T> T read(final Class<T> type, final String path)
189         throws IOException
190     {
191         try (final FileInputStream in = new FileInputStream(new File(path))) {
192             return read(type, in);
193         }
194     }
195 
196     /**
197      * Reads an object from the given file.
198      *
199      @param path the path to read from.
200      @return the de-serialized object.
201      @throws NullPointerException if the input stream {@code in} is {@code null}.
202      @throws IOException if the object could not be read.
203      */
204     public Object read(final String paththrows IOException {
205         return read(Object.class, path);
206     }
207 
208     /**
209      * Reads an object from the given file.
210      *
211      @param <T> the type of the read object
212      @param path the path to read from.
213      @param type the type of the read object.
214      @return the de-serialized object.
215      @throws NullPointerException if the input stream {@code in} is {@code null}.
216      @throws IOException if the object could not be read.
217      */
218     public <T> T read(final Class<T> type, final Path path)
219         throws IOException
220     {
221         try (final FileInputStream in = new FileInputStream(path.toFile())) {
222             return read(type, in);
223         }
224     }
225 
226     /**
227      * Reads an object from the given file.
228      *
229      @param path the path to read from.
230      @return the de-serialized object.
231      @throws NullPointerException if the input stream {@code in} is {@code null}.
232      @throws IOException if the object could not be read.
233      */
234     public Object read(final Path paththrows IOException {
235         return read(Object.class, path);
236     }
237 
238     /**
239      * Reads an object from the given file.
240      *
241      @param <T> the type of the read object
242      @param file the file to read from.
243      @param type the type of the read object.
244      @return the de-serialized object.
245      @throws NullPointerException if the input stream {@code in} is {@code null}.
246      @throws IOException if the object could not be read.
247      */
248     public <T> T read(final Class<T> type, final File file)
249         throws IOException
250     {
251         try (final FileInputStream in = new FileInputStream(file)) {
252             return read(type, in);
253         }
254     }
255 
256     /**
257      * Reads an object from the given file.
258      *
259      @param file the file to read from.
260      @return the de-serialized object.
261      @throws NullPointerException if the input stream {@code in} is {@code null}.
262      @throws IOException if the object could not be read.
263      */
264     public Object read(final File filethrows IOException {
265         return read(Object.class, file);
266     }
267 
268     /**
269      * Reads an object from the given input stream.
270      *
271      @param <T> the type of the read object
272      @param in the input stream to read from.
273      @param type the type of the read object.
274      @return the de-serialized object.
275      @throws NullPointerException if the input stream {@code in} is {@code null}.
276      @throws IOException if the object could not be read.
277      */
278     public abstract <T> T read(final Class<T> type, final InputStream in)
279         throws IOException;
280 
281     /**
282      * Reads an object from the given input stream.
283      *
284      @param in the input stream to read from.
285      @return the de-serialized object.
286      @throws NullPointerException if the input stream {@code in} is {@code null}.
287      @throws IOException if the object could not be read.
288      */
289     public Object read(final InputStream inthrows IOException {
290         return read(Object.class, in);
291     }
292 }