Java 实现文件随机读写-RandomAccessFile

现有如下的一个需求，向已存在1G数据的txt文本里末尾追加一行文字，内容如下“Lucene是一款非常优秀的全文检索库”。可能大多数朋友会觉得这个需求很easy，说实话，确实easy，然后XXX君开始实现了，直接使用Java中的流读取了txt文本里原来所有的数据转成字符串后，然后拼接了“Lucene是一款非常优秀的全文检索库”，又写回文本里了，至此，大功告成。后来需求改了，向5G数据的txt文本里追加了，结果XXX君傻了，他内存只有4G，如果强制读取所有的数据并追加，会报内存溢出的异常。

其实上面的需求很简单，如果我们使用JAVA IO体系中的RandomAccessFile类来完成的话，可以实现零内存追加。其实这就是支持任意位置读写类的强大之处。



在这之前，还是先啰嗦的介绍下RandomAccessFile这个类，RandomAccessFile是Java中输入，输出流体系中功能最丰富的文件内容访问类，它提供很多方法来操作文件，包括读写支持，与普通的IO流相比，它最大的特别之处就是支持任意访问的方式，程序可以直接跳到任意地方来读写数据。

如果我们只希望访问文件的部分内容，而不是把文件从头读到尾，使用RandomAccessFile将会带来更简洁的代码以及更好的性能。

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

下面散仙给出示例，分析下怎么使用RandomAccessFile
首先，我们先看下要操作的文本文件的内容截图。


功能one，读取任意位置的数据，代码如下

/**
     * 读的方法
     * @param path 文件路径
     * @param pointe 指针位置
     * **/
    public static void randomRed(String path,int pointe){
        try{
            //RandomAccessFile raf=new RandomAccessFile(new File("D:\3\test.txt"), "r");
            /**
             * model各个参数详解
             * r 代表以只读方式打开指定文件
             * rw 以读写方式打开指定文件
             * rws 读写方式打开，并对内容或元数据都同步写入底层存储设备
             * rwd 读写方式打开，对文件内容的更新同步更新至底层存储设备
             *
             * **/
            RandomAccessFile raf=new RandomAccessFile(path, "r");
            //获取RandomAccessFile对象文件指针的位置，初始位置是0
            System.out.println("RandomAccessFile文件指针的初始位置:"+raf.getFilePointer());
            raf.seek(pointe);//移动文件指针位置
            byte[]  buff=new byte[1024];
            //用于保存实际读取的字节数
            int hasRead=0;
            //循环读取
            while((hasRead=raf.read(buff))>0){
                //打印读取的内容,并将字节转为字符串输入
                System.out.println(new String(buff,0,hasRead));

            }



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



    }

测试代码

public static void main(String[] args) {
    String path="D:\3\test.txt";
     int seekPointer=20;
     randomRed(path,seekPointer);//读取的方法
    //randomWrite(path);//追加写的方法
    //insert(path, 33, "
lucene是一个优秀的全文检索库");
}

运行效果：

RandomAccessFile文件指针的初始位置:0
is a teacher
hadoop is perfect

功能two，追加数据，代码如下

/**
 * 追加方式
 * 写的方法
 * @param path 文件路径
 * ***/
public static void randomWrite(String path){
    try{
        /**以读写的方式建立一个RandomAccessFile对象**/
        RandomAccessFile raf=new RandomAccessFile(path, "rw");

        //将记录指针移动到文件最后
        raf.seek(raf.length());
        raf.write("我是追加的 
".getBytes());

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

}

测试代码

public static void main(String[] args) {
    String path="D:\3\test.txt";
     //int seekPointer=20;
    // randomRed(path,seekPointer);//读取的方法
     randomWrite(path);//追加写的方法
    //insert(path, 33, "
lucene是一个优秀的全文检索库");
}

运行效果：


功能three，任意位置插入数据，代码如下

/**
     * 实现向指定位置
     * 插入数据
     * @param fileName 文件名
     * @param points 指针位置
     * @param insertContent 插入内容
     * **/
    public static void insert(String fileName,long points,String insertContent){
        try{
        File tmp=File.createTempFile("tmp", null);
        tmp.deleteOnExit();//在JVM退出时删除

        RandomAccessFile raf=new RandomAccessFile(fileName, "rw");
        //创建一个临时文件夹来保存插入点后的数据
        FileOutputStream tmpOut=new FileOutputStream(tmp);
        FileInputStream tmpIn=new FileInputStream(tmp);
        raf.seek(points);
        /**将插入点后的内容读入临时文件夹**/

        byte [] buff=new byte[1024];
        //用于保存临时读取的字节数
        int hasRead=0;
        //循环读取插入点后的内容
        while((hasRead=raf.read(buff))>0){
            // 将读取的数据写入临时文件中
            tmpOut.write(buff, 0, hasRead);
        }

        //插入需要指定添加的数据
        raf.seek(points);//返回原来的插入处
        //追加需要追加的内容
        raf.write(insertContent.getBytes());
        //最后追加临时文件中的内容
        while((hasRead=tmpIn.read(buff))>0){
            raf.write(buff,0,hasRead);
        }
        }catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
    }

测试代码

public static void main(String[] args) {
        String path="D:\3\test.txt";
         //int seekPointer=20;
        // randomRed(path,seekPointer);//读取的方法
        // randomWrite(path);//追加写的方法
         insert(path, 33, "
lucene是一个优秀的全文检索库");
    }

运行效果：



至此，RandomAccessFile类的几个功能，散仙在代码中已给出实现了，现在回到本文开始前的提的那个需求，用RandomAccessFile类就可以轻而易举的完成了，另外需要注意的是，向指定位置插入数据，是散仙自己改造的功能，RandomAccessFile并不直接支持，需要新建一个缓冲区临时空间，存数据，然后在写，因为一旦数据量上了级别，在任意位置插入数据，是很耗内存的，这个也就是为什么hadoop的HDFS文件系统，只支持append的方式，而没有提供修改的操作。


另外我们可以用RandomAccessFile这个类，来实现一个多线程断点下载的功能，用过下载工具的朋友们都知道，下载前都会建立两个临时文件，一个是与被下载文件大小相同的空文件，另一个是记录文件指针的位置文件，每次暂停的时候，都会保存上一次的指针，然后断点下载的时候，会继续从上一次的地方下载，从而实现断点下载或上传的功能，有兴趣的朋友们可以自己实现下。