java io系列26之 RandomAccessFile

本文主要介紹 RandomAccessFile。

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更多內容請參考：java io系列01之 "目錄"

 

RandomAccessFile

RandomAccessFile 是隨機訪問文件(包括讀/寫)的類。它支持對文件隨機訪問的讀取和寫入，即我們可以從指定的位置讀取/寫入文件數據。
需要注意的是，RandomAccessFile 雖然屬於java.io包，但它不是InputStream或者OutputStream的子類；它也不同於FileInputStream和FileOutputStream。 FileInputStream 只能對文件進行讀操作，而FileOutputStream 只能對文件進行寫操作；但是，RandomAccessFile 同時支持文件的讀和寫，並且它支持隨機訪問。

 

RandomAccessFile 函數列表

RandomAccessFile(File file, String mode)
RandomAccessFile(String fileName, String mode)

void     close()
synchronized final FileChannel     getChannel()
final FileDescriptor     getFD()
long     getFilePointer()
long     length()
int     read(byte[] buffer, int byteOffset, int byteCount)
int     read(byte[] buffer)
int     read()
final boolean     readBoolean()
final byte     readByte()
final char     readChar()
final double     readDouble()
final float     readFloat()
final void     readFully(byte[] dst)
final void     readFully(byte[] dst, int offset, int byteCount)
final int     readInt()
final String     readLine()
final long     readLong()
final short     readShort()
final String     readUTF()
final int     readUnsignedByte()
final int     readUnsignedShort()
void     seek(long offset)
void     setLength(long newLength)
int     skipBytes(int count)
void     write(int oneByte)
void     write(byte[] buffer, int byteOffset, int byteCount)
void     write(byte[] buffer)
final void     writeBoolean(boolean val)
final void     writeByte(int val)
final void     writeBytes(String str)
final void     writeChar(int val)
final void     writeChars(String str)
final void     writeDouble(double val)
final void     writeFloat(float val)
final void     writeInt(int val)
final void     writeLong(long val)
final void     writeShort(int val)
final void     writeUTF(String str)

 

1. RandomAccessFile 模式說明

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

"r"    以只讀方式打開。調用結果對象的任何 write 方法都將導致拋出 IOException。  
"rw"   打開以便讀取和寫入。
"rws"  打開以便讀取和寫入。相對於 "rw"，"rws" 還要求對“文件的內容”或“元數據”的每個更新都同步寫入到基礎存儲設備。  
"rwd"  打開以便讀取和寫入，相對於 "rw"，"rwd" 還要求對“文件的內容”的每個更新都同步寫入到基礎存儲設備。  

說明：
(01) 什麼是“元數據”，即metadata？
英文解釋如下：

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“關於數據的數據”。在文件系統中，數據被包含在文件和文件夾中；metadata信息包括：“數據是一個文件，一個目錄還是一個鏈接”，“數據的創建時間(簡稱ctime)”，“最後一次修改時間(簡稱mtime)”，“數據擁有者”，“數據擁有羣組”，“訪問權限”等等。

(02) "rw", "rws", "rwd" 的區別。
當操作的文件是存儲在本地的基礎存儲設備上時(如硬盤, NandFlash等)，"rws" 或 "rwd", "rw" 纔有區別。
當模式是 "rws" 並且 操作的是基礎存儲設備上的文件；那麼，每次“更改文件內容[如write()寫入數據]” 或 “修改文件元數據(如文件的mtime)”時，都會將這些改變同步到基礎存儲設備上。
當模式是 "rwd" 並且 操作的是基礎存儲設備上的文件；那麼，每次“更改文件內容[如write()寫入數據]”時，都會將這些改變同步到基礎存儲設備上。
當模式是 "rw" 並且 操作的是基礎存儲設備上的文件；那麼，關閉文件時，會將“文件內容的修改”同步到基礎存儲設備上。至於，“更改文件內容”時，是否會立即同步，取決於系統底層實現。

 

2. 演示程序

源碼如下：

  1 import java.io.File;
  2 import java.io.FileDescriptor;
  3 import java.io.FileInputStream;
  4 import java.io.FileOutputStream;
  5 import java.io.BufferedInputStream;
  6 import java.io.BufferedOutputStream;
  7 import java.io.PrintStream;;
  8 import java.io.RandomAccessFile;
  9 import java.io.IOException;
 10 
 11 /**
 12  * RandomAccessFile 測試程序
 13  *
 14  * 運行結果(輸出如下)：
 15  * c1=a
 16  * c2=b
 17  * buf=9876543210
 18  * 
 19  * 此外,
 20  * (01) 在源文件所在目錄生成了file.txt。
 21  * (02) 注意RandomAccessFile寫入boolean, byte, char, int,所佔的字符個數。
 22  *
 23  * @author skywang
 24  */
 25 public class RandomAccessFileTest {
 26 
 27     private static final String FileName = "file.txt";
 28 
 29     public static void main(String[] args) {
 30         // 若文件“file.txt”存在，則刪除該文件。
 31         File file = new File(FileName);
 32         if (file.exists())
 33             file.delete();
 34 
 35         testCreateWrite();
 36         testAppendWrite();
 37         testRead();
 38     }
 39 
 40     /**
 41      * 若“file.txt”不存在的話，則新建文件，並向文件中寫入內容
 42      */
 43     private static void testCreateWrite() {
 44         try {
 45             // 創建文件“file.txt”對應File對象
 46             File file = new File(FileName);
 47             // 創建文件“file.txt”對應的RandomAccessFile對象
 48             RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(file, "rw");
 49 
 50             // 向“文件中”寫入26個字母+回車
 51             raf.writeChars("abcdefghijklmnopqrstuvwxyz\n");
 52             // 向“文件中”寫入"9876543210"+回車
 53             raf.writeChars("9876543210\n");
 54 
 55             raf.close();
 56         } catch(IOException e) {
 57             e.printStackTrace();
 58         }
 59     }
 60 
 61     /**
 62      * 向文件末尾追加內容
 63      */
 64     private static void testAppendWrite() {
 65         try {
 66             // 創建文件“file.txt”對應File對象
 67             File file = new File(FileName);
 68             // 創建文件“file.txt”對應的RandomAccessFile對象
 69             RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(file, "rw");
 70 
 71             // 獲取文件長度
 72             long fileLen = raf.length();
 73             // 將位置定位到“文件末尾”
 74             raf.seek(fileLen);
 75 
 76             // 以下向raf文件中寫數據  
 77             raf.writeBoolean(true); // 佔1個字節  
 78             raf.writeByte(0x41);    // 佔1個字節  
 79             raf.writeChar('a');     // 佔2個字節  
 80             raf.writeShort(0x3c3c); // 佔2個字節  
 81             raf.writeInt(0x75);     // 佔4個字節  
 82             raf.writeLong(0x1234567890123456L); // 佔8個字節  
 83             raf.writeFloat(4.7f);  // 佔4個字節  
 84             raf.writeDouble(8.256);// 佔8個字節  
 85             raf.writeUTF("UTF嚴"); // UTF-8格式寫入
 86             raf.writeChar('\n');   // 佔2個字符。“換行符”
 87 
 88             raf.close();
 89         } catch(IOException e) {
 90             e.printStackTrace();
 91         }
 92     }
 93 
 94     /**
 95      * 通過RandomAccessFile讀取文件
 96      */
 97     private static void testRead() {
 98         try {
 99             // 創建文件“file.txt”對應File對象
100             File file = new File(FileName);
101             // 創建文件“file.txt”對應的RandomAccessFile對象，以只讀方式打開
102             RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(file, "r");
103 
104             // 讀取一個字符
105             char c1 = raf.readChar();
106             System.out.println("c1="+c1);
107             // 讀取一個字符
108             char c2 = raf.readChar();
109             System.out.println("c2="+c2);
110 
111             // 跳過54個字節。
112             raf.seek(54);
113 
114             // 測試read(byte[] buffer, int byteOffset, int byteCount)
115             byte[] buf = new byte[20];
116             raf.read(buf, 0, buf.length);
117             System.out.println("buf="+(new String(buf)));
118 
119             raf.close();
120         } catch(IOException e) {
121             e.printStackTrace();
122         }
123     }
124 }

運行結果：
c1=a
c2=b
buf=9876543210
結果說明：
程序會在源文件所在目錄生成file.txt；file.txt的內容如下：

file.txt對應的16進制內容如下：