Java开发笔记（八十七）随机访问文件的读写

前面介绍了字符流读写文件的两种方式，包括文件字符流和缓存字符流，但是它们的写操作都存在一个问题：不管是write方法还是append方法，都只能从文件开头写入，而不能追加到文件末尾或者在文件中间某个位置写入。这个问题真不好办，它意味着每次写操作都会覆盖掉原来的文件内容，注意是直接覆盖而非局部修改，可大多数的业务场景需要在原文件基础上追加或者修改的。倘若坚持使用字符流修改文件内容，也不是不可以，那样得把原来的文件内容全部读到某个字符串，再对该字符串进行修改操作，最后把改后的字符串重新写入原文件。这么处理的话，对付小文件倒还凑合，要是遇到超大文件，比如大小达到1G的文件，光光把这1G的数据读到内存就足以让程序崩溃了。因此，通过字符流修改文件并非好办法，不如采用专门的文件修改工具即RandomAccessFile（随机访问文件类），该工具特别适合对文件做各种花式修改。随机文件工具RandomAccessFile提供了seek方法用来定位当前的读写位置，可以很方便地在指定位置写入数据，故而RandomAccessFile经常用于以下几个场合：
1、往大文件末尾追加数据。
2、下载文件时候的断点续传，支持从上次已下载完成的地方中途开始，而不必重头下载整个文件。
创建随机文件对象依然要指定文件路径，同时还要指定该文件的打开方式，下面是创建随机文件对象的代码例子：

		// 根据文件路径创建既可读又可写的随机文件对象
		String mAppendFileName = "D:/test/random_appendStr.txt";
		RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(mAppendFileName, "rw");

上面构造方法的第二个参数值为rw，表示以既可读又可写的模式打开文件。除了常见的rw，模式参数还有其它取值，具体的取值说明如下：
r：以只读方式打开指定文件。如果试图对该文件执行write写入方法，则会抛出异常IOException。
rw：以可读且可写的方式打开指定文件。如果该文件不存在，则尝试创建新文件。
rws：以可读且可写的方式打开指定文件。rws模式的每次write方法都会立即写入文件，它相当于FileWriter；而rw模式先把数据写到缓存，等到缓存满了或者调用close方法关闭文件之时，才将缓存中的数据真正写入文件，它相当于BufferedWriter。
rwd：与rws模式类似。区别在于rwd只更新文件内容，不更新文件的元数据，而rws模式会同时更新文件内容及元数据。所谓元数据保存了文件的基本信息，包括文件类型（是文件还是目录）、文件的创建时间、文件的修改时间、文件的访问权限（是否可读、是否可写、是否可执行）等等。
与字符流工具相比，随机文件工具用起来反而更简单，一个RandomAccessFile就集成了File、FileWriter、FileReader三个工具的基本用法，它的主要方法说明如下：
length：获取指定文件的文件大小。
setLength：设置指定文件的文件大小。
seek：移动指定文件的访问位置。
write：往文件的当前位置写入字节数组。
read：把当前位置之后的文件内容读到字节数组。
close：关闭文件。RandomAccessFile拥有close方法，意味着它支持try-with-resources方式的自动释放资源。
以在文件末尾追加数据为例，使用RandomAccessFile完成的话，先调用seek方法定位到文件末尾，再调用write方法写入字节数组形式的数据。这个追加功能的实现代码如下所示：

	private static String mAppendFileName = "D:/test/random_appendStr.txt";
	// 往随机文件末尾追加字符串
	private static void appendStr() {
		// 创建指定路径的随机文件对象（可读写）。try(...)支持在处理完毕后自动关闭随机文件
		try (RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(mAppendFileName, "rw")) {
			long length = raf.length(); // 获取随机文件的长度（文件大小）
			raf.seek(length); // 定位到指定长度的位置
			String str = String.format("你好世界%.10f\n", Math.random());
			raf.write(str.getBytes()); // 往随机文件写入字节数组
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}

从上面代码看到，随机文件工具能够直接往文件末尾添加数据，即使原文件有好几个G大小，也丝毫不影响数据追加的效率。
再看一个往文件内部的任意位置插入数据的例子，仍然是先调用seek方法跳到指定位置，再调用write方法写入字节数据。下面的演示代码中，为了确保seek跳转的位置始终落在文件内部，在一开始就调用setLength方法设置文件的固定大小。在任意位置插入数据的详细代码参见如下：

	private static String mFixsizeFileName = "D:/test/random_fixsize.txt";
	// 往固定大小的随机文件中插入数据
	private static void fixSizeInsert() {
		// 创建指定路径的随机文件对象（可读写）。try(...)支持在处理完毕后自动关闭随机文件
		try (RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(mFixsizeFileName, "rw")) {
			raf.setLength(1000); // 设置随机文件的长度（文件大小）
			for (int i=0; i<=2 ;i++) {
				raf.seek(i*200); // 定位到指定长度的位置
				String str = String.format("你好世界%.10f\n", Math.random());
				raf.write(str.getBytes()); // 往随机文件写入字节数组
			}
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}

最后瞧瞧随机文件工具的读文件操作，与字符流工具比较，它俩的处理流程大体一致，但在细节上有个区别：随机文件工具的read方法支持一次性读到字节数组，而字符流工具的read方法支持一次性读到字符数组。下面是通过RandomAccessFile读取文件内容的代码例子，可以看到它是以字节为单位读出数据的：

	// 读取随机文件的文件内容
	private static void readContent() {
		// 创建指定路径的随机文件对象（只读）。try(...)支持在处理完毕后自动关闭随机文件
		try (RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(mAppendFileName, "r")) {
			int length = (int) raf.length(); // 获取随机文件的长度（文件大小）
			byte[] bytes = new byte[length]; // 分配长度为文件大小的字节数组
			raf.read(bytes); // 把随机文件的文件内容读取到字节数组
			String content = new String(bytes); // 把字节数组转成字符串
			System.out.println("content="+content);
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}

　　

更多Java技术文章参见《Java开发笔记（序）章节目录》