23 Java学习之RandomAccessFile

Posted 2021-01-13 Hermioner

一. 源码结构

 

      我们可以看到它的父类是Object，没有继承字节流、字符流家族中任何一个类。并且它实现了DataInput、DataOutput这两个接口，也就意味着这个类既可以读也可以写。RandomAccessFile 是随机访问文件(包括读/写)的类。它支持对文件随机访问的读取和写入，即我们可以从指定的位置读取/写入文件数据。

       需要注意的是，RandomAccessFile 虽然属于java.io包，但它不是InputStream或者OutputStream的子类；它也不同于FileInputStream和FileOutputStream。 FileInputStream 只能对文件进行读操作，而FileOutputStream 只能对文件进行写操作；但是，RandomAccessFile 同时支持文件的读和写，并且它支持随机访问。

       随机流不是IO流。

二. 存在意义

1、是JAVA I/O流体系中功能最丰富的文件内容访问类，它提供了众多方法来访问文件内容。

2、由于可以自由访问文件的任意位置，所以如果需要访问文件的部分内容，RandomAccessFile将是更好的选择。

3、可以用来访问保存数据记录的文件，文件的记录的大小不必相同，但是其大小和位置必须是可知的。

这个类在很多资料上翻译成中文都是：随机访问文件，在中文里，随机是具有不确定的含义，指一会访问这里，一会访问那里的意思。如果以这种语义来解释的话，就会感到很困惑。其实，Random在英文中不仅仅有随机，还有任意的意思。如果中文名为任意访问文件是不是就会更好的理解。任意表示我们可以指定文件中任何一个位置去操作一个文件。

4.实际项目举例：

   比如接到一个任务向一个已经有2G数据得txt文本里面末尾追加一行字，比如“我爱我家”。我们可能会直接将2G文件中得内容读取出来，然后转换成字符串，再用连接符将要新添加得这一行加上。可以，如果当这个数据文件变得越来越大，比如达到8G，可以我们得开发剩余内存只有5G。倘若我们还是采取老办法，强制读取数据并追加，则会产生内存溢出得异常现象。因此，就有了RandomAccessFile得产生。它可以进行任意访问，程序可以直接跳到任意地方来读写数据。我们不再需要将文件从头读到尾，只需要指定位置访问数据就行。

三. RandomAccessFile模式说明

RandomAccessFile共有4种模式："r", "rw", "rws"和"rwd"。

"r"    以只读方式打开。调用结果对象的任何 write 方法都将导致抛出 IOException。  
"rw"   打开以便读取和写入。
"rws"  打开以便读取和写入。相对于 "rw"，"rws" 还要求对“文件的内容”或“元数据”的每个更新都同步写入到基础存储设备。  
"rwd"  打开以便读取和写入，相对于 "rw"，"rwd" 还要求对“文件的内容”的每个更新都同步写入到基础存储设备。  

说明：
1. 什么是“元数据”，即metadata？
英文解释如下：

The definition of metadata is "data about other data." With a file system, the data is contained in its files and directories, and the metadata tracks information about each of these objects: Is it a regular file, a directory, or a link? What is its size, creation date, last modified date, file owner, group owner, and access permissions?

大致意思是：
metadata是“关于数据的数据”。在文件系统中，数据被包含在文件和文件夹中；metadata信息包括：“数据是一个文件，一个目录还是一个链接”，“数据的创建时间(简称ctime)”，“最后一次修改时间(简称mtime)”，“数据拥有者”，“数据拥有群组”，“访问权限”等等。

2.  "rw", "rws", "rwd" 的区别。
当操作的文件是存储在本地的基础存储设备上时(如硬盘, NandFlash等)，"rws" 或 "rwd", "rw" 才有区别。
当模式是 "rws" 并且 操作的是基础存储设备上的文件；那么，每次“更改文件内容[如write()写入数据]” 或 “修改文件元数据(如文件的mtime)”时，都会将这些改变同步到基础存储设备上。
当模式是 "rwd" 并且 操作的是基础存储设备上的文件；那么，每次“更改文件内容[如write()写入数据]”时，都会将这些改变同步到基础存储设备上。
当模式是 "rw" 并且 操作的是基础存储设备上的文件；那么，关闭文件时，会将“文件内容的修改”同步到基础存储设备上。至于，“更改文件内容”时，是否会立即同步，取决于系统底层实现。

 四. RandomAccessFile使用方法

下面来看下RandomAccessFile类中比较重要的2个方法，其他的和普通IO类似，在这里，就不详细说明了。

方法名	作用
getFilePointer()	返回文件记录指针的当前位置
seek(long pos)	将文件记录指针定位到pos的位置

1. 读取任意位置的数据

 1 package com.test.a;
 2 
 3 import java.io.IOException;
 4 import java.io.RandomAccessFile;
 5 
 6 public class Test {
 7     public static void main(String args[]) throws IOException{
 8         RandomAccessFile accessFile=new RandomAccessFile("C:\\\\Users\\\\hermioner\\\\Desktop\\\\test.txt", "r");
 9         System.out.println("RandomAccessFeile文件指针的初始位置："+accessFile.getFilePointer());//1.
10         accessFile.seek(10);
11         System.out.println("RandomAccessFeile文件指针的初始位置："+accessFile.getFilePointer());
12         byte buffer[]=new byte[40];
13         int hasRead=0;
14         while((hasRead=accessFile.read(buffer))>0) {
15             System.out.println(hasRead);
16             System.out.println("RandomAccessFeile文件指针的初始位置："+accessFile.getFilePointer());
17             System.out.println(new String(buffer,0,hasRead));
18         }
19         
20     }
21 }
22 /**
23  * 1.第一处返回文件记录指针为0，即文本得最开始处。
24  * 2.当执行了seek(10)以后，就跳了10个字符，这是得文件记录指针应该在10
25  * 3.开始任意位置读取数据，一次读取hasRead个，最多读取40个。
26  * 4.第一次读取了40个，即此时得指针应该移动到了40+10=50处
27  * 5.第二次开始读取，只读取了34个（其中包含了一个换行符,因此实际上跳动了34个位置，即已经读取完了，此时应该在84位置处）。
28  */
29 
30 //RandomAccessFeile文件指针的初始位置：0
31 //RandomAccessFeile文件指针的初始位置：10
32 //40
33 //RandomAccessFeile文件指针的初始位置：50
34 //life,I love my family.
35 //I want to become
36 //34
37 //RandomAccessFeile文件指针的初始位置：84
38 // a professional software engineer.

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note: test.txt文档中的内容如下：

2. seek

 1 package com.test.a;
 2 
 3 import java.io.IOException;
 4 import java.io.RandomAccessFile;
 5 
 6 public class Test {
 7     public static void main(String args[]) throws IOException{
 8         //以读写的方式创建了一个对象
 9         RandomAccessFile accessFile=new RandomAccessFile("C:\\\\Users\\\\hermioner\\\\Desktop\\\\test.txt", "rw");
10         accessFile.seek(2);
11         System.out.println(accessFile.getFilePointer());
12         accessFile.seek(2);
13         System.out.println(accessFile.getFilePointer());
14     }
15 }

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说明：seek(number)可以用来每次定位到什么地方。当读取文件的时候，如果不去调用这个方法，getFilePointer的时候，会随着读取的位置变动而变动；倘若调用了seek，每次即使读取了数据位置有变动，一旦调用seek，就会回到seek指定的这个number处来，即getFilePointer等于这个Number.

3.  追加数据

 1 package com.test.a;
 2 
 3 import java.io.IOException;
 4 import java.io.RandomAccessFile;
 5 
 6 public class Test {
 7     public static void main(String args[]) throws IOException{
 8         //以读写的方式创建了一个对象
 9         RandomAccessFile accessFile=new RandomAccessFile("C:\\\\Users\\\\hermioner\\\\Desktop\\\\test.txt", "rw");
10         //将记录指针移动到文件的最后进行追加
11         accessFile.seek(accessFile.length());
12         accessFile.write("I can success".getBytes());
13     }
14 }
15 
16 
17 I love my life,I love my family.
18 I want to become a professional software engineer.I can success

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4.  任意位置插入数据

 1 /** 
 2      * 实现向指定位置 
 3      * 插入数据 
 4      * @param fileName 文件名 
 5      * @param points 指针位置 
 6      * @param insertContent 插入内容 
 7      * **/  
 8     public static void insert(String fileName,long points,String insertContent){  
 9         try{  
10         File tmp=File.createTempFile("tmp", null);  
11         tmp.deleteOnExit();//在JVM退出时删除  
12           
13         RandomAccessFile raf=new RandomAccessFile(fileName, "rw");  
14         //创建一个临时文件夹来保存插入点后的数据  
15         FileOutputStream tmpOut=new FileOutputStream(tmp);  
16         FileInputStream tmpIn=new FileInputStream(tmp);  
17         raf.seek(points);  
18         /**将插入点后的内容读入临时文件夹**/  
19           
20         byte [] buff=new byte[1024];  
21         //用于保存临时读取的字节数  
22         int hasRead=0;  
23         //循环读取插入点后的内容  
24         while((hasRead=raf.read(buff))>0){  
25             // 将读取的数据写入临时文件中  
26             tmpOut.write(buff, 0, hasRead);  
27         }  
28           
29         //插入需要指定添加的数据  
30         raf.seek(points);//返回原来的插入处  
31         //追加需要追加的内容  
32         raf.write(insertContent.getBytes());  
33         //最后追加临时文件中的内容  
34         while((hasRead=tmpIn.read(buff))>0){  
35             raf.write(buff,0,hasRead);  
36         }  
37         }catch(Exception e){  
38             e.printStackTrace();  
39         }  
40     }  

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说明：这里插入内容的原理就是：先把插入点后面的内容读入缓冲区，等插入完成后，再讲缓冲区（通过tempout写到了buffer中）的内容追加到文件的后面。

note:RandomAccessFile本身是没有这个任意位置插入数据的方法的。

 

 

文献参考：

https://www.cnblogs.com/zuochengsi-9/p/6485737.html

https://www.cnblogs.com/skywang12345/p/io_26.html

https://www.cnblogs.com/dongguacai/p/5699444.html