Java中ByteArrayOutputStream写入后ByteArrayInputStream读取大长整型值异常问题

读取代码的核心错误在于：readUInt16()返回的是有符号int类型，当读取的16位值超过0x7FFF（即最高位为1）时，该int值会成为负数，转成long时会触发符号扩展（高48位填充1），最终在readUInt64()的位运算中破坏高位数据，导致大值读取错误。

由于无法修改读取代码，只能通过调整写入逻辑来适配读取代码的缺陷。

思路 #

限制写入的每个16位块的最高位为0（取值范围0~0x7FFF），避免readUInt16()返回负数。若原始值的16位块最高位为1，则将该位的进位传递到高位块，确保读取时不会触发符号扩展。

修复后的写入代码 #

ByteArrayOutputStream baos;

public void writeUInt64(Long val) {
    long temp = val;
    // 拆分每个16位部分，确保最高位为0并处理进位
    int v0 = (int) (temp & 0x7FFF);
    temp >>= 16;
    if ((val & 0x8000) != 0) {
        temp += 1;
    }
    
    int v1 = (int) (temp & 0x7FFF);
    temp >>= 16;
    if ((temp & 0x8000) != 0) {
        temp += 1;
    }
    
    int v2 = (int) (temp & 0x7FFF);
    temp >>= 16;
    if ((temp & 0x8000) != 0) {
        temp += 1;
    }
    
    int v3 = (int) (temp & 0x7FFF);

    writeUInt16(v0);
    writeUInt16(v1);
    writeUInt16(v2);
    writeUInt16(v3);
}

public void writeUInt16(int num) {
    baos.write(num >> 0);
    baos.write(num >> 8);
}

1. 适用范围：此方案仅支持val ≤ 0x7FFF7FFF7FFF7FFFL（约1.8×10¹⁹）的数值，超过该范围的UInt64值无法通过此方法正确读取。
2. 根本解决：若需支持任意UInt64值，必须修改读取代码，将每个readUInt16()的结果转为无符号16位值后再参与运算：

   public long readUInt64() throws IOException {
       return (readUInt16() & 0xFFFFL) | 
              ((readUInt16() & 0xFFFFL) << 16L) | 
              ((readUInt16() & 0xFFFFL) << 32L) | 
              ((readUInt16() & 0xFFFFL) << 48L);
   }
   

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user20240747