Java IO的RandomAccessFile的使用

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現有如下的一個需求，向已存在1G數據的txt文本里末尾追加一行文字，內容如下“Lucene是一款非常優秀的全文檢索庫”。可能大多數朋友會覺得這個需求很easy，說實話，確實easy，然後XXX君開始實現了，直接使用Java中的流讀取了txt文本里原來所有的數據轉成字符串後，然後拼接了“Lucene是一款非常優秀的全文檢索庫”，又寫回文本里了，至此，大功告成。後來需求改了，向5G數據的txt文本里追加了，結果XXX君傻了，他內存只有4G，如果強制讀取所有的數據並追加，會報內存溢出的異常。

其實上面的需求很簡單，如果我們使用JAVA IO體系中的RandomAccessFile類來完成的話，可以實現零內存追加。其實這就是支持任意位置讀寫類的強大之處。



在這之前，散仙還是喜歡先囉嗦的介紹下RandomAccessFile這個類，RandomAccessFile是Java中輸入，輸出流體系中功能最豐富的文件內容訪問類，它提供很多方法來操作文件，包括讀寫支持，與普通的IO流相比，它最大的特別之處就是支持任意訪問的方式，程序可以直接跳到任意地方來讀寫數據。

如果我們只希望訪問文件的部分內容，而不是把文件從頭讀到尾，使用RandomAccessFile將會帶來更簡潔的代碼以及更好的性能。

下面來看下RandomAccessFile類中比較重要的2個方法，其他的和普通IO類似，在這裏，就不詳細說明了。

方法名	作用
getFilePointer()	返回文件記錄指針的當前位置
seek(long pos)	將文件記錄指針定位到pos的位置

下面散仙給出示例，分析下怎麼使用RandomAccessFile
首先，我們先看下散仙要操作的文本文件的內容截圖。


功能one，讀取任意位置的數據，代碼如下

/**
     * 讀的方法
     * @param path 文件路徑
     * @param pointe 指針位置
     * **/
    public static void randomRed(String path,int pointe){
        try{
            //RandomAccessFile raf=new RandomAccessFile(new File("D:\\3\\test.txt"), "r");
            /**
             * model各個參數詳解
             * r 代表以只讀方式打開指定文件
             * rw 以讀寫方式打開指定文件
             * rws 讀寫方式打開，並對內容或元數據都同步寫入底層存儲設備
             * rwd 讀寫方式打開，對文件內容的更新同步更新至底層存儲設備
             *
             * **/
            RandomAccessFile raf=new RandomAccessFile(path, "r");
            //獲取RandomAccessFile對象文件指針的位置，初始位置是0
            System.out.println("RandomAccessFile文件指針的初始位置:"+raf.getFilePointer());
            raf.seek(pointe);//移動文件指針位置
            byte[]  buff=new byte[1024];
            //用於保存實際讀取的字節數
            int hasRead=0;
            //循環讀取
            while((hasRead=raf.read(buff))>0){
                //打印讀取的內容,並將字節轉爲字符串輸入
                System.out.println(new String(buff,0,hasRead));

            }



        }catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
        }



    }

測試代碼

public static void main(String[] args) {
    String path="D:\\3\\test.txt";
     int seekPointer=20;
     randomRed(path,seekPointer);//讀取的方法
    //randomWrite(path);//追加寫的方法
    //insert(path, 33, "\nlucene是一個優秀的全文檢索庫");
}

運行效果：

RandomAccessFile文件指針的初始位置:0
is a teacher
hadoop is perfect

功能two，追加數據，代碼如下

/**
 * 追加方式
 * 寫的方法
 * @param path 文件路徑
 * ***/
public static void randomWrite(String path){
    try{
        /**以讀寫的方式建立一個RandomAccessFile對象**/
        RandomAccessFile raf=new RandomAccessFile(path, "rw");

        //將記錄指針移動到文件最後
        raf.seek(raf.length());
        raf.write("我是追加的 \r\n".getBytes());

    }catch(Exception e){
        e.printStackTrace();
    }

}

測試代碼

public static void main(String[] args) {
    String path="D:\\3\\test.txt";
     //int seekPointer=20;
    // randomRed(path,seekPointer);//讀取的方法
     randomWrite(path);//追加寫的方法
    //insert(path, 33, "\nlucene是一個優秀的全文檢索庫");
}

運行效果：


功能three，任意位置插入數據，代碼如下

/**
     * 實現向指定位置
     * 插入數據
     * @param fileName 文件名
     * @param points 指針位置
     * @param insertContent 插入內容
     * **/
    public static void insert(String fileName,long points,String insertContent){
        try{
        File tmp=File.createTempFile("tmp", null);
        tmp.deleteOnExit();//在JVM退出時刪除

        RandomAccessFile raf=new RandomAccessFile(fileName, "rw");
        //創建一個臨時文件夾來保存插入點後的數據
        FileOutputStream tmpOut=new FileOutputStream(tmp);
        FileInputStream tmpIn=new FileInputStream(tmp);
        raf.seek(points);
        /**將插入點後的內容讀入臨時文件夾**/

        byte [] buff=new byte[1024];
        //用於保存臨時讀取的字節數
        int hasRead=0;
        //循環讀取插入點後的內容
        while((hasRead=raf.read(buff))>0){
            // 將讀取的數據寫入臨時文件中
            tmpOut.write(buff, 0, hasRead);
        }

        //插入需要指定添加的數據
        raf.seek(points);//返回原來的插入處
        //追加需要追加的內容
        raf.write(insertContent.getBytes());
        //最後追加臨時文件中的內容
        while((hasRead=tmpIn.read(buff))>0){
            raf.write(buff,0,hasRead);
        }
        }catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
    }

測試代碼

public static void main(String[] args) {
        String path="D:\\3\\test.txt";
         //int seekPointer=20;
        // randomRed(path,seekPointer);//讀取的方法
        // randomWrite(path);//追加寫的方法
         insert(path, 33, "\nlucene是一個優秀的全文檢索庫");
    }

運行效果：



至此，RandomAccessFile類的幾個功能，散仙在代碼中已給出實現了，現在回到本文開始前的提的那個需求，用RandomAccessFile類就可以輕而易舉的完成了，另外需要注意的是，向指定位置插入數據，是散仙自己改造的功能，RandomAccessFile並不直接支持，需要新建一個緩衝區臨時空間，存數據，然後在寫，因爲一旦數據量上了級別，在任意位置插入數據，是很耗內存的，這個也就是爲什麼hadoop的HDFS文件系統，只支持append的方式，而沒有提供修改的操作。


另外我們可以用RandomAccessFile這個類，來實現一個多線程斷點下載的功能，用過下載工具的朋友們都知道，下載前都會建立兩個臨時文件，一個是與被下載文件大小相同的空文件，另一個是記錄文件指針的位置文件，每次暫停的時候，都會保存上一次的指針，然後斷點下載的時候，會繼續從上一次的地方下載，從而實現斷點下載或上傳的功能，有興趣的朋友們可以自己實現下。