Java IO体系之RandomAccessFile浅析

一、RandomAccessFile综述：

1.1RandomAccessFile简介

RandomAccessFile是java Io体系中功能最丰富的文件内容访问类。即可以读取文件内容，也可以向文件中写入内容。
RandomAccessFile的唯一父类是Object，与其他流父类不同。是用来访问那些保存数据记录的文件的，这样你就可以用seek( )方法来访问记录，并进行读写了。这些记录的大小不必相同；但是其大小和位置必须是可知的。
由于RandomAccessFile可以自由访问文件的任意位置，所以如果我们希望只访问文件的部分内容，RandomAccessFile将是更好的选择。
与OutputStearm,Writer等输出流不同的是，RandomAccessFile类允许自由定位文件记录指针，程序可以直接跳到文件的任意位置来读写数据，所以RandomAccessFile可以不从文件开始的地方进行输出，如果需要向已存在的文件后追加内容。则可以使用RandomAccessFile。
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。

1.2、RandomAccessFile数据结构

　　这个是JDK上的截图，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。实际上，除了实现DataInput和DataOutput接口之外(DataInputStream和DataOutputStream也实现了这两个接口，意味着这个类即可以读也可以写)，它和字节流、字符流类系毫不相干，甚至都没有用InputStream和OutputStream已经准备好的功能；它是一个完全独立的类，所有方法(绝大多数都只属于它自己)都是从零开始写的。这可能是因为RandomAccessFile能在文件里面前后移动，所以它的行为与其它的I/O类有些根本性的不同。总而言之，它是一个直接继承Object的，独立的类。

1.3.RandomAccessFile的整体介绍

RandomAccessFile类包含了一个记录指针，用以标识当前读写处的位置，当程序新创建一个RandomAccessFile对象时，该对象的文件记录指针位于文件头（也就是0处）,当读/写了n个字节后，文件记录指针将会向后移动n个字节。除此之外，RandomAccessFile可以自由的移动记录指针，即可以向前移动，也可以向后移动。RandomAccessFile包含了以下两个方法来操作文件的记录指针：RandomAccessFile即可以读文件，也可以写，所以它即包含了完全类似于InputStream的3个read()方法，其用法和InputStream的3个read()方法完全一样；也包含了完全类似于OutputStream的3个write()方法，其用法和OutputStream的3个Writer()方法完全一样。除此之外，RandomAccessFile还包含了一系类的readXXX()和writeXXX()方法来完成输入和输出。
- long getFilePointer(); 返回文件记录指针的当前位置
- void seek(long pos); 将文件记录指针定位到pos位置
RandomAccessFile有两个构造器，其实这两个构造器基本相同，只是指定文件的形式不同而已，一个使用String参数来指定文件名，一个使用File参数来指定文件本身。除此之外，创建RandomAccessFile对象还需要指定一个mode参数。该参数指定RandomAccessFile的访问模式，有以下4个值：
- “r” 以只读方式来打开指定文件夹。如果试图对该RandomAccessFile执行写入方法，都将抛出IOException异常。
- “rw” 以读，写方式打开指定文件。如果该文件尚不存在，则试图创建该文件。
- “rws” 以读，写方式打开指定文件。相对于”rw” 模式，还要求对文件内容或元数据的每个更新都同步写入到底层设备。
- “rwd” 以读，写方式打开指定文件。相对于”rw” 模式，还要求对文件内容每个更新都同步写入到底层设备。

1.4工作方式

基本上，RandomAccessFile的工作方式是，把DataInputStream和DataOutputStream粘起来，再加上它自己的一些方法，比如定位用的getFilePointer( )，在文件里移动用的seek( )，以及判断文件大小的length( )。此外，它的构造函数还要一个表示以只读方式("r")，还是以读写方式("rw")打开文件的参数 (和C的fopen( )一模一样)。它不支持只写文件，从这一点上看，假如RandomAccessFile继承了DataInputStream，它也许会干得更好。

只有RandomAccessFile才有seek方法，而这个方法也只适用于文件。BufferedInputStream有一个mark( )方法，你可以用它来设定标记(把结果保存在一个内部变量里)，然后再调用reset( )返回这个位置，但是它的功能太弱了，而且也不怎么实用。

RandomAccessFile的绝大多数功能，如果不是全部的话，已经被JDK1.4的nio的"内存映射文件(memory-mapped files)"给取代了。

二、RandomAccessFile方法摘要：

构造方法摘要
`RandomAccessFile(File file, String mode)` 创建从中读取和向其中写入（可选）的随机访问文件流，该文件由 `File` 参数指定。
`RandomAccessFile(String name, String mode)` 创建从中读取和向其中写入（可选）的随机访问文件流，该文件具有指定名称。

方法摘要
`void`	`close()` 关闭此随机访问文件流并释放与该流关联的所有系统资源。
`FileChannel`	`getChannel()` 返回与此文件关联的唯一 `FileChannel` 对象。
`FileDescriptor`	`getFD()` 返回与此流关联的不透明文件描述符对象。
`long`	`getFilePointer()` 返回此文件中的当前偏移量。
`long`	`length()` 返回此文件的长度。
`int`	`read()` 从此文件中读取一个数据字节。
`int`	`read(byte[] b)` 将最多 `b.length` 个数据字节从此文件读入 byte 数组。
`int`	`read(byte[] b, int off, int len)` 将最多 `len` 个数据字节从此文件读入 byte 数组。
`boolean`	`readBoolean()` 从此文件读取一个 `boolean`。
`byte`	`readByte()` 从此文件读取一个有符号的八位值。
`char`	`readChar()` 从此文件读取一个字符。
`double`	`readDouble()` 从此文件读取一个 `double`。
`float`	`readFloat()` 从此文件读取一个 `float`。
`void`	`readFully(byte[] b)` 将 `b.length` 个字节从此文件读入 byte 数组，并从当前文件指针开始。
`void`	`readFully(byte[] b, int off, int len)` 将正好 `len` 个字节从此文件读入 byte 数组，并从当前文件指针开始。
`int`	`readInt()` 从此文件读取一个有符号的 32 位整数。
`String`	`readLine()` 从此文件读取文本的下一行。
`long`	`readLong()` 从此文件读取一个有符号的 64 位整数。
`short`	`readShort()` 从此文件读取一个有符号的 16 位数。
`int`	`readUnsignedByte()` 从此文件读取一个无符号的八位数。
`int`	`readUnsignedShort()` 从此文件读取一个无符号的 16 位数。
`String`	`readUTF()` 从此文件读取一个字符串。
`void`	`seek(long pos)` 设置到此文件开头测量到的文件指针偏移量，在该位置发生下一个读取或写入操作。
`void`	`setLength(long newLength)` 设置此文件的长度。
`int`	`skipBytes(int n)` 尝试跳过输入的 `n` 个字节以丢弃跳过的字节。
`void`	`write(byte[] b)` 将 `b.length` 个字节从指定 byte 数组写入到此文件，并从当前文件指针开始。
`void`	`write(byte[] b, int off, int len)` 将 `len` 个字节从指定 byte 数组写入到此文件，并从偏移量 `off` 处开始。
`void`	`write(int b)` 向此文件写入指定的字节。
`void`	`writeBoolean(boolean v)` 按单字节值将 `boolean` 写入该文件。
`void`	`writeByte(int v)` 按单字节值将 `byte` 写入该文件。
`void`	`writeBytes(String s)` 按字节序列将该字符串写入该文件。
`void`	`writeChar(int v)` 按双字节值将 `char` 写入该文件，先写高字节。
`void`	`writeChars(String s)` 按字符序列将一个字符串写入该文件。
`void`	`writeDouble(double v)` 使用 `Double` 类中的 `doubleToLongBits` 方法将双精度参数转换为一个 `long`，然后按八字节数量将该 `long` 值写入该文件，先定高字节。
`void`	`writeFloat(float v)` 使用 `Float` 类中的 `floatToIntBits` 方法将浮点参数转换为一个 `int`，然后按四字节数量将该 `int` 值写入该文件，先写高字节。
`void`	`writeInt(int v)` 按四个字节将 `int` 写入该文件，先写高字节。
`void`	`writeLong(long v)` 按八个字节将 `long` 写入该文件，先写高字节。
`void`	`writeShort(int v)` 按两个字节将 `short` 写入该文件，先写高字节。
`void`	`writeUTF(String str)` 使用 modified UTF-8 编码以与机器无关的方式将一个字符串写入该文件。

三、实例分析

 1 package me.io.raffile;

 2

 3 import java.io.File;

 4 import java.io.IOException;

 5 import java.io.RandomAccessFile;

 6 import java.util.Arrays;

 7

 8 public class RafDemo {

 9

10     public static void main(String[] args) throws IOException {

11     File demo = new File("demo");

12     if(!demo.exists())

13         demo.mkdir();

14     File file = new File(demo, "raf.dat");

15     if (!file.exists())

16         file.createNewFile();

17     RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(file, "rw");

18     //指针的位置

19     System.out.println(raf.getFilePointer());

20     raf.write('A');//只写了一个字节

21     System.out.println(raf.getFilePointer());

22

23     raf.write('B');

24     System.out.println(raf.getFilePointer());

25

26     //Java中最大的整数

27     int i = 0x7fffffff;

28

29     //占四个字节，如果要把i写进去，就得写四次

30     raf.write(i >>> 24);//高八位

31     raf.write(i >>> 16);

32     raf.write(i >>> 8);

33     raf.write(i);

34

35     //可以直接写一个int

36     raf.writeInt(i);

37

38     String string = "中";

39     byte[] bytes = string.getBytes();

40     raf.write(bytes);

41     System.out.println(raf.length());

42

43     //读文件，必须把指针移到头部

44     raf.seek(0);

45     //一次性读取，把文件中的内容都堵到字节数组

46     byte[] buf = new byte[(int) raf.length()];

47     raf.read(buf);

48     System.out.println(Arrays.toString(buf));

49     for (byte b : buf) {

50         System.out.print(Integer.toHexString(b & 0xff) + " ");

51     }

52     raf.close();

53     }

54 }

三、专题总结（FIle与RandomAccessFile）

注：这里File类的介绍可参见我的上一篇博文

java.io.File类用于表示文件（目录）
File类只用于表示文件（目录）的信息（名称、大小等），不能用于文件内容的访问

RandomAccessFile java提供的对文件内容的访问，既可以读文件，也可以写文件。
RandomAccessFile支持随机访问文件，可以访问文件的任意位置

(1)java文件模型
在硬盘上的文件是byte byte byte存储的,是数据的集合
(2)打开文件
有两种模式"rw"(读写) "r"（只读)
RandomAccessFile raf = new RandomeAccessFile(file,"rw")
文件指针，打开文件时指针在开头 pointer = 0;
(3) 写方法
raf.write(int)--->只写一个字节（后8位),同时指针指向下一个位置，准备再次写入
(4)读方法
int b = raf.read()--->读一个字节

(5)文件读写完成以后一定要关闭（Oracle官方说明）

参考文章：

　　http://blog.csdn.net/nightcurtis/article/details/51384126

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