Java 文件读写

From：http://blog.csdn.net/jiangxinyu/article/details/7885518/

其他：http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3791327.html

当我们读写文本文件的时候，采用Reader是非常方便的，比如FileReader，InputStreamReader和BufferedReader。其中最重要的类是InputStreamReader， 它是字节转换为字符的桥梁。你可以在构造器重指定编码的方式，如果不指定的话将采用底层操作系统的默认编码方式，例如GBK等。使用FileReader读取文件：

[java] view plain copy
 
  1. FileReader fr = new FileReader("ming.txt");    
  2.   
  3. int ch = 0;    
  4.   
  5. while((ch = fr.read())!=-1 )   
  6.   
  7.   {     
[java] view plain copy
 
  1. System.out.print((char)ch);     
[java] view plain copy
 
  1. }   

其中read()方法返回的是读取得下个字符。当然你也可以使用read(char[] ch,int off,int length)这和处理二进制文件的时候类似。

事实上在FileReader中的方法都是从InputStreamReader中继承过来的。read()方法是比较好费时间的，如果为了提高效率我们可以使用BufferedReader对Reader进行包装，这样可以提高读取得速度，我们可以一行一行的读取文本，使用readLine()方法。

BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream("ming.txt")));
String data = null;
while((data = br.readLine())!=null)
{
System.out.println(data); 
}

了解了FileReader操作使用FileWriter写文件就简单了，这里不赘述。

Eg.我的综合实例

testFile:

 

[java] view plain copy
 
  1. import java.io.File;  
  2. import java.io.FileInputStream;  
  3. import java.io.FileNotFoundException;  
  4. import java.io.FileOutputStream;  
  5. import java.io.IOException;  
  6. import java.io.InputStreamReader;  
  7.   
  8. public class testFile {  
  9.     /** 
  10.      * @param args 
  11.      */  
  12.     public static void main(String[] args) {  
  13.         // TODO Auto-generated method stub  
  14.         // file(内存)----输入流---->【程序】----输出流---->file(内存)  
  15.         File file = new File("d:/temp", "addfile.txt");  
  16.         try {  
  17.             file.createNewFile(); // 创建文件  
  18.         } catch (IOException e) {  
  19.             // TODO Auto-generated catch block  
  20.             e.printStackTrace();  
  21.         }  
  22.   
  23.         // 向文件写入内容(输出流)  
  24.         String str = "亲爱的小南瓜！";  
  25.         byte bt[] = new byte[1024];  
  26.         bt = str.getBytes();  
  27.         try {  
  28.             FileOutputStream in = new FileOutputStream(file);  
  29.             try {  
  30.                 in.write(bt, 0, bt.length);  
  31.                 in.close();  
  32.                 // boolean success=true;  
  33.                 // System.out.println("写入文件成功");  
  34.             } catch (IOException e) {  
  35.                 // TODO Auto-generated catch block  
  36.                 e.printStackTrace();  
  37.             }  
  38.         } catch (FileNotFoundException e) {  
  39.             // TODO Auto-generated catch block  
  40.             e.printStackTrace();  
  41.         }  
  42.         try {  
  43.             // 读取文件内容 (输入流)  
  44.             FileInputStream out = new FileInputStream(file);  
  45.             InputStreamReader isr = new InputStreamReader(out);  
  46.             int ch = 0;  
  47.             while ((ch = isr.read()) != -1) {  
  48.                 System.out.print((char) ch);  
  49.             }  
  50.         } catch (Exception e) {  
  51.             // TODO: handle exception  
  52.         }  
  53.     }  
  54. }  

 

 

java中多种方式读文件

 

 

[java] view plain copy
 
  1. //------------------参考资料---------------------------------  
  2. //  
  3. //1、按字节读取文件内容  
  4. //2、按字符读取文件内容  
  5. //3、按行读取文件内容  
  6. //4、随机读取文件内容  
  7.   
  8. import java.io.BufferedReader;  
  9. import java.io.File;  
  10. import java.io.FileInputStream;  
  11. import java.io.FileReader;  
  12. import java.io.IOException;  
  13. import java.io.InputStream;  
  14. import java.io.InputStreamReader;  
  15. import java.io.RandomAccessFile;  
  16. import java.io.Reader;  
  17.   
  18. public class ReadFromFile {  
  19.     /** 
  20.      * 以字节为单位读取文件，常用于读二进制文件，如图片、声音、影像等文件。 
  21.      *  
  22.      * @param fileName 
  23.      *            文件的名 
  24.      */  
  25.     public static void readFileByBytes(String fileName) {  
  26.         File file = new File(fileName);  
  27.         InputStream in = null;  
  28.         try {  
  29.             System.out.println("以字节为单位读取文件内容，一次读一个字节：");  
  30.             // 一次读一个字节  
  31.             in = new FileInputStream(file);  
  32.             int tempbyte;  
  33.             while ((tempbyte = in.read()) != -1) {  
  34.                 System.out.write(tempbyte);  
  35.             }  
  36.             in.close();  
  37.         } catch (IOException e) {  
  38.             e.printStackTrace();  
  39.             return;  
  40.         }  
  41.         try {  
  42.             System.out.println("以字节为单位读取文件内容，一次读多个字节：");  
  43.             // 一次读多个字节  
  44.             byte[] tempbytes = new byte[100];  
  45.             int byteread = 0;  
  46.             in = new FileInputStream(fileName);  
  47.             ReadFromFile.showAvailableBytes(in);  
  48.             // 读入多个字节到字节数组中，byteread为一次读入的字节数  
  49.             while ((byteread = in.read(tempbytes)) != -1) {  
  50.                 System.out.write(tempbytes, 0, byteread);  
  51.             }  
  52.         } catch (Exception e1) {  
  53.             e1.printStackTrace();  
  54.         } finally {  
  55.             if (in != null) {  
  56.                 try {  
  57.                     in.close();  
  58.                 } catch (IOException e1) {  
  59.                 }  
  60.             }  
  61.         }  
  62.     }  
  63.   
  64.     /** 
  65.      * 以字符为单位读取文件，常用于读文本，数字等类型的文件 
  66.      *  
  67.      * @param fileName 
  68.      *            文件名 
  69.      */  
  70.     public static void readFileByChars(String fileName) {  
  71.         File file = new File(fileName);  
  72.         Reader reader = null;  
  73.         try {  
  74.             System.out.println("以字符为单位读取文件内容，一次读一个字节：");  
  75.             // 一次读一个字符  
  76.             reader = new InputStreamReader(new FileInputStream(file));  
  77.             int tempchar;  
  78.             while ((tempchar = reader.read()) != -1) {  
  79.                 // 对于windows下，rn这两个字符在一起时，表示一个换行。  
  80.                 // 但如果这两个字符分开显示时，会换两次行。  
  81.                 // 因此，屏蔽掉r，或者屏蔽n。否则，将会多出很多空行。  
  82.                 if (((char) tempchar) != 'r') {  
  83.                     System.out.print((char) tempchar);  
  84.                 }  
  85.             }  
  86.             reader.close();  
  87.         } catch (Exception e) {  
  88.             e.printStackTrace();  
  89.         }  
  90.         try {  
  91.             System.out.println("以字符为单位读取文件内容，一次读多个字节：");  
  92.             // 一次读多个字符  
  93.             char[] tempchars = new char[30];  
  94.             int charread = 0;  
  95.             reader = new InputStreamReader(new FileInputStream(fileName));  
  96.             // 读入多个字符到字符数组中，charread为一次读取字符数  
  97.             while ((charread = reader.read(tempchars)) != -1) {  
  98.                 // 同样屏蔽掉r不显示  
  99.                 if ((charread == tempchars.length)  
  100.                         && (tempchars[tempchars.length - 1] != 'r')) {  
  101.                     System.out.print(tempchars);  
  102.                 } else {  
  103.                     for (int i = 0; i < charread; i++) {  
  104.                         if (tempchars[i] == 'r') {  
  105.                             continue;  
  106.                         } else {  
  107.                             System.out.print(tempchars[i]);  
  108.                         }  
  109.                     }  
  110.                 }  
  111.             }  
  112.         } catch (Exception e1) {  
  113.             e1.printStackTrace();  
  114.         } finally {  
  115.             if (reader != null) {  
  116.                 try {  
  117.                     reader.close();  
  118.                 } catch (IOException e1) {  
  119.                 }  
  120.             }  
  121.         }  
  122.     }  
  123.   
  124.     /** 
  125.      * 以行为单位读取文件，常用于读面向行的格式化文件 
  126.      *  
  127.      * @param fileName 
  128.      *            文件名 
  129.      */  
  130.     public static void readFileByLines(String fileName) {  
  131.         File file = new File(fileName);  
  132.         BufferedReader reader = null;  
  133.         try {  
  134.             System.out.println("以行为单位读取文件内容，一次读一整行：");  
  135.             reader = new BufferedReader(new FileReader(file));  
  136.             String tempString = null;  
  137.             int line = 1;  
  138.             // 一次读入一行，直到读入null为文件结束  
  139.             while ((tempString = reader.readLine()) != null) {  
  140.                 // 显示行号  
  141.                 System.out.println("line " + line + ": " + tempString);  
  142.                 line++;  
  143.             }  
  144.             reader.close();  
  145.         } catch (IOException e) {  
  146.             e.printStackTrace();  
  147.         } finally {  
  148.             if (reader != null) {  
  149.                 try {  
  150.                     reader.close();  
  151.                 } catch (IOException e1) {  
  152.                 }  
  153.             }  
  154.         }  
  155.     }  
  156.   
  157.     /** 
  158.      * 随机读取文件内容 
  159.      *  
  160.      * @param fileName 
  161.      *            文件名 
  162.      */  
  163.     public static void readFileByRandomAccess(String fileName) {  
  164.         RandomAccessFile randomFile = null;  
  165.         try {  
  166.             System.out.println("随机读取一段文件内容：");  
  167.             // 打开一个随机访问文件流，按只读方式  
  168.             randomFile = new RandomAccessFile(fileName, "r");  
  169.             // 文件长度，字节数  
  170.             long fileLength = randomFile.length();  
  171.             // 读文件的起始位置  
  172.             int beginIndex = (fileLength > 4) ? 4 : 0;  
  173.             // 将读文件的开始位置移到beginIndex位置。  
  174.             randomFile.seek(beginIndex);  
  175.             byte[] bytes = new byte[10];  
  176.             int byteread = 0;  
  177.             // 一次读10个字节，如果文件内容不足10个字节，则读剩下的字节。  
  178.             // 将一次读取的字节数赋给byteread  
  179.             while ((byteread = randomFile.read(bytes)) != -1) {  
  180.                 System.out.write(bytes, 0, byteread);  
  181.             }  
  182.         } catch (IOException e) {  
  183.             e.printStackTrace();  
  184.         } finally {  
  185.             if (randomFile != null) {  
  186.                 try {  
  187.                     randomFile.close();  
  188.                 } catch (IOException e1) {  
  189.                 }  
  190.             }  
  191.         }  
  192.     }  
  193.   
  194.     /** 
  195.      * 显示输入流中还剩的字节数 
  196.      *  
  197.      * @param in 
  198.      */  
  199.     private static void showAvailableBytes(InputStream in) {  
  200.         try {  
  201.             System.out.println("当前字节输入流中的字节数为:" + in.available());  
  202.         } catch (IOException e) {  
  203.             e.printStackTrace();  
  204.         }  
  205.     }  
  206.   
  207.     public static void main(String[] args) {  
  208.         String fileName = "C:/temp/newTemp.txt";  
  209.         ReadFromFile.readFileByBytes(fileName);  
  210.         ReadFromFile.readFileByChars(fileName);  
  211.         ReadFromFile.readFileByLines(fileName);  
  212.         ReadFromFile.readFileByRandomAccess(fileName);  
  213.     }  
  214. }  

 

 

[java] view plain copy
 
  1. //二、将内容追加到文件尾部  
  2. import java.io.FileWriter;  
  3. import java.io.IOException;  
  4. import java.io.RandomAccessFile;  
  5.   
  6. /** 
  7.  * 将内容追加到文件尾部 
  8.  */  
  9. public class AppendToFile {  
  10.     /** 
  11.      * A方法追加文件：使用RandomAccessFile 
  12.      *  
  13.      * @param fileName 
  14.      *            文件名 
  15.      * @param content 
  16.      *            追加的内容 
  17.      */  
  18.     public static void appendMethodA(String fileName,  
  19.   
  20.     String content) {  
  21.         try {  
  22.             // 打开一个随机访问文件流，按读写方式  
  23.             RandomAccessFile randomFile = new RandomAccessFile(fileName, "rw");  
  24.             // 文件长度，字节数  
  25.             long fileLength = randomFile.length();  
  26.             // 将写文件指针移到文件尾。  
  27.             randomFile.seek(fileLength);  
  28.             randomFile.writeBytes(content);  
  29.             randomFile.close();  
  30.         } catch (IOException e) {  
  31.             e.printStackTrace();  
  32.         }  
  33.     }  
  34.   
  35.     /** 
  36.      * B方法追加文件：使用FileWriter 
  37.      *  
  38.      * @param fileName 
  39.      * @param content 
  40.      */  
  41.     public static void appendMethodB(String fileName, String content) {  
  42.         try {  
  43.             // 打开一个写文件器，构造函数中的第二个参数true表示以追加形式写文件  
  44.             FileWriter writer = new FileWriter(fileName, true);  
  45.             writer.write(content);  
  46.             writer.close();  
  47.         } catch (IOException e) {  
  48.             e.printStackTrace();  
  49.         }  
  50.     }  
  51.   
  52.     public static void main(String[] args) {  
  53.         String fileName = "C:/temp/newTemp.txt";  
  54.         String content = "new append!";  
  55.         // 按方法A追加文件  
  56.         AppendToFile.appendMethodA(fileName, content);  
  57.         AppendToFile.appendMethodA(fileName, "append end. n");  
  58.         // 显示文件内容  
  59.         ReadFromFile.readFileByLines(fileName);  
  60.         // 按方法B追加文件  
  61.         AppendToFile.appendMethodB(fileName, content);  
  62.         AppendToFile.appendMethodB(fileName, "append end. n");  
  63.         // 显示文件内容  
  64.         ReadFromFile.readFileByLines(fileName);  
  65.     }  
  66. }  

 

 

1、判断文件是否存在，不存在创建文件

[java] view plain copy
 
  1. File file=new File(path+filename);   
  2.     if(!file.exists())   
  3.     {   
  4.         try {   
  5.             file.createNewFile();   
  6.         } catch (IOException e) {   
  7.             // TODO Auto-generated catch block   
  8.             e.printStackTrace();   
  9.         }   
  10.     }    

 

2、判断文件夹是否存在，不存在创建文件夹

[java] view plain copy
 
  1. File file =new File(path+filename);   
  2. //如果文件夹不存在则创建   
  3. if  (!file .exists())     
  4. {     
  5.     file .mkdir();   
  6. }     

 

java 写文件的三种方法比较

 

 

[java] view plain copy
 
  1. import java.io.File;     
  2.   
  3. import java.io.FileOutputStream;     
  4.   
  5. import java.io.*;     
  6.   
  7. public class FileTest {     
  8.   
  9.     public FileTest() {     
  10.   
  11.     }     
  12.   
  13.     public static void main(String[] args) {     
  14.   
  15.         FileOutputStream out = null;     
  16.   
  17.         FileOutputStream outSTr = null;     
  18.   
  19.         BufferedOutputStream Buff=null;     
  20.   
  21.         FileWriter fw = null;     
  22.   
  23.         int count=1000;//写文件行数     
  24.   
  25.         try {     
  26.   
  27.             out = new FileOutputStream(new File(“C:/add.txt”));     
  28.   
  29.             long begin = System.currentTimeMillis();     
  30.   
  31.             for (int i = 0; i < count; i++) {     
  32.   
  33.                 out.write(“测试java 文件操作\r\n”.getBytes());     
  34.   
  35.             }     
  36.   
  37.             out.close();     
  38.   
  39.             long end = System.currentTimeMillis();     
  40.   
  41.             System.out.println(“FileOutputStream执行耗时:” + (end - begin) + ” 豪秒”);     
  42.   
  43.             outSTr = new FileOutputStream(new File(“C:/add0.txt”));     
  44.   
  45.              Buff=new BufferedOutputStream(outSTr);     
  46.   
  47.             long begin0 = System.currentTimeMillis();     
  48.   
  49.             for (int i = 0; i < count; i++) {     
  50.   
  51.                 Buff.write(“测试java 文件操作\r\n”.getBytes());     
  52.   
  53.             }     
  54.   
  55.             Buff.flush();     
  56.   
  57.             Buff.close();     
  58.   
  59.             long end0 = System.currentTimeMillis();     
  60.   
  61.             System.out.println(“BufferedOutputStream执行耗时:” + (end0 - begin0) + ” 豪秒”);     
  62.   
  63.             fw = new FileWriter(“C:/add2.txt”);     
  64.   
  65.             long begin3 = System.currentTimeMillis();     
  66.   
  67.             for (int i = 0; i < count; i++) {     
  68.   
  69.                 fw.write(“测试java 文件操作\r\n”);     
  70.   
  71.             }     
  72.   
  73.                         fw.close();     
  74.   
  75.             long end3 = System.currentTimeMillis();     
  76.   
  77.             System.out.println(“FileWriter执行耗时:” + (end3 - begin3) + ” 豪秒”);     
  78.   
  79.         } catch (Exception e) {     
  80.   
  81.             e.printStackTrace();     
  82.   
  83.         }     
  84.   
  85.         finally {     
  86.   
  87.             try {     
  88.   
  89.                 fw.close();     
  90.   
  91.                 Buff.close();     
  92.   
  93.                 outSTr.close();     
  94.   
  95.                 out.close();     
  96.   
  97.             } catch (Exception e) {     
  98.   
  99.                 e.printStackTrace();     
  100.   
  101.             }     
  102.   
  103.         }     
  104.   
  105.     }     
  106.   
  107. }  

 

 

java中的getParentFile

 

 

String name = "AAAA.txt";
String lujing = "1"+"/"+"2";//定义路径
File a = new File(lujing,name);

a.getParentFile().mkdirs();    //这里如果不加getParentFile(),创建的文件夹为"1/2/AAAA.txt/"

那么，a的意义就是“1/2/AAAA.txt”。

这里a是File，但是File这个类在Java里表示的不只是文件，虽然File在英语里是文件的意思。Java里，File至少可以表示文件或文件夹（大概还有可以表示系统设备什么的，这里不考虑，只考虑文件和文件夹）。

也就是说，在“1/2/AAAA.txt”真正出现在磁盘结构里之前，它既可以表示这个文件，也可以表示这个路径的文件夹。那么，如果没有getParentFile(),直接执行a.mkdirs()，就是说，创建“1/2/AAAA.txt”代表的文件夹，也就是“1/2/AAAA.txt/”，在此之后，执行a.createNewFile()，试图创建a文件，然而以a为名的文件夹已经存在了，所以createNewFile()实际是执行失败的。你可以用System.out.println(a.createNewFile())这样来检查是不是真正创建文件成功。

所以，这里，你想要创建的是“1/2/AAAA.txt”这个文件。在创建AAAA.txt之前，必须要1/2这个目录存在。所以，要得到1/2，就要用a.getParentFile()，然后要创建它，也就是a.getParentFile().mkdirs()。在这之后，a作为文件所需要的文件夹大概会存在了（有特殊情况会无法创建的，这里不考虑），就执行a.createNewFile()创建a文件。

 

Java RandomAccessFile的使用

 

Java的RandomAccessFile提供对文件的读写功能，与普通的输入输出流不一样的是RamdomAccessFile可以任意的访问文件的任何地方。这就是“Random”的意义所在。

RandomAccessFile的对象包含一个记录指针，用于标识当前流的读写位置，这个位置可以向前移动，也可以向后移动。RandomAccessFile包含两个方法来操作文件记录指针。

long getFilePoint():记录文件指针的当前位置。

void seek(long pos):将文件记录指针定位到pos位置。

RandomAccessFile包含InputStream的三个read方法，也包含OutputStream的三个write方法。同时RandomAccessFile还包含一系列的readXxx和writeXxx方法完成输入输出。

RandomAccessFile的构造方法如下

 \

mode的值有四个

"r":以只读文方式打开指定文件。如果你写的话会有IOException。

"rw":以读写方式打开指定文件，不存在就创建新文件。

"rws":不介绍了。

"rwd":也不介绍。

[java] view plain copy
 
  1. /** 
  2.  * 往文件中依次写入3名员工的信息， 
  3.  * 每位员工有姓名和员工两个字段 然后按照 
  4.  * 第二名，第一名，第三名的先后顺序读取员工信息 
  5.  */  
  6. import java.io.File;  
  7. import java.io.RandomAccessFile;  
  8.   
  9. public class RandomAccessFileTest {  
  10.     public static void main(String[] args) throws Exception {  
  11.         Employee e1 = new Employee(23, "张三");  
  12.         Employee e2 = new Employee(24, "lisi");  
  13.         Employee e3 = new Employee(25, "王五");  
  14.         File file = new File("employee.txt");  
  15.         if (!file.exists()) {  
  16.             file.createNewFile();  
  17.         }  
  18.         // 一个中文占两个字节 一个英文字母占一个字节  
  19.         // 整形 占的字节数目 跟cpu位长有关 32位的占4个字节  
  20.         RandomAccessFile randomAccessFile = new RandomAccessFile(file, "rw");  
  21.         randomAccessFile.writeChars(e1.getName());  
  22.         randomAccessFile.writeInt(e1.getAge());  
  23.         randomAccessFile.writeChars(e2.getName());  
  24.         randomAccessFile.writeInt(e2.getAge());  
  25.         randomAccessFile.writeChars(e3.getName());  
  26.         randomAccessFile.writeInt(e3.getAge());  
  27.         randomAccessFile.close();  
  28.   
  29.         RandomAccessFile raf2 = new RandomAccessFile(file, "r");  
  30.         raf2.skipBytes(Employee.LEN * 2 + 4);  
  31.         String strName2 = "";  
  32.         for (int i = 0; i < Employee.LEN; i++) {  
  33.             strName2 = strName2 + raf2.readChar();  
  34.         }  
  35.         int age2 = raf2.readInt();  
  36.         System.out.println("strName2 = " + strName2.trim());  
  37.         System.out.println("age2 = " + age2);  
  38.   
  39.         raf2.seek(0);  
  40.         String strName1 = "";  
  41.         for (int i = 0; i < Employee.LEN; i++) {  
  42.             strName1 = strName1 + raf2.readChar();  
  43.         }  
  44.         int age1 = raf2.readInt();  
  45.         System.out.println("strName1 = " + strName1.trim());  
  46.         System.out.println("age1 = " + age1);  
  47.   
  48.         raf2.skipBytes(Employee.LEN * 2 + 4);  
  49.         String strName3 = "";  
  50.         for (int i = 0; i < Employee.LEN; i++) {  
  51.             strName3 = strName3 + raf2.readChar();  
  52.         }  
  53.         int age3 = raf2.readInt();  
  54.         System.out.println("strName3 = " + strName3.trim());  
  55.         System.out.println("age3 = " + age3);  
  56.     }  
  57. }  
  58.   
  59. class Employee {  
  60.     // 年龄  
  61.     public int age;  
  62.     // 姓名  
  63.     public String name;  
  64.     // 姓名的长度  
  65.     public static final int LEN = 8;  
  66.   
  67.     public Employee(int age, String name) {  
  68.         this.age = age;  
  69.   
  70.         // 对name字符长度的一个处理  
  71.         if (name.length() > LEN) {  
  72.             name = name.substring(0, LEN);  
  73.         } else {  
  74.             while (name.length() < LEN) {  
  75.                 name = name + "/u0000";  
  76.             }  
  77.         }  
  78.         this.name = name;  
  79.     }  
  80.   
  81.     public int getAge() {  
  82.         return age;  
  83.     }  
  84.   
  85.     public String getName() {  
  86.         return name;  
  87.     }  
  88.   
  89. }  

高效的RandomAccessFile

http://zhang-xiujiao.iteye.com/blog/1150751

主体：

 

RandomAccessFile类。其I/O性能较之其它常用开发语言的同类性能差距甚远，严重影响程序的运行效率。

开发人员迫切需要提高效率，下面分析RandomAccessFile等文件类的源代码，找出其中的症结所在，并加以改进优化，创建一个"性/价比"俱佳的随机文件访问类BufferedRandomAccessFile。

 

在改进之前先做一个基本测试：逐字节COPY一个12兆的文件（这里牵涉到读和写）。

 

读 写 耗用时间（秒）
RandomAccessFile RandomAccessFile 95.848
BufferedInputStream + DataInputStream BufferedOutputStream + DataOutputStream 2.935

 

我们可以看到两者差距约32倍，RandomAccessFile也太慢了。先看看两者关键部分的源代码，对比分析，找出原因。

 

1．1．[RandomAccessFile]

 

Java代码  收藏代码
  1. public class RandomAccessFile implements DataOutput, DataInput {  
  2.     public final byte readByte() throws IOException {  
  3.         int ch = this.read();  
  4.         if (ch < 0)  
  5.             throw new EOFException();  
  6.         return (byte)(ch);  
  7.     }  
  8.     public native int read() throws IOException;   
  9.     public final void writeByte(int v) throws IOException {  
  10.         write(v);  
  11.     }   
  12.     public native void write(int b) throws IOException;   
  13. }  

 

可见，RandomAccessFile每读/写一个字节就需对磁盘进行一次I/O操作。

 

1．2．[BufferedInputStream]

 

Java代码  收藏代码
  1. public class BufferedInputStream extends FilterInputStream {  
  2.     private static int defaultBufferSize = 2048;   
  3.     protected byte buf[]; // 建立读缓存区  
  4.     public BufferedInputStream(InputStream in, int size) {  
  5.         super(in);          
  6.         if (size <= 0) {  
  7.             throw new IllegalArgumentException("Buffer size <= 0");  
  8.         }  
  9.         buf = new byte[size];  
  10.     }  
  11.     public synchronized int read() throws IOException {  
  12.         ensureOpen();  
  13.         if (pos >= count) {  
  14.             fill();  
  15.             if (pos >= count)  
  16.                 return -1;  
  17.         }  
  18.         return buf[pos++] & 0xff; // 直接从BUF[]中读取  
  19.     }   
  20.     private void fill() throws IOException {  
  21.     if (markpos < 0)  
  22.         pos = 0;        /* no mark: throw away the buffer */  
  23.     else if (pos >= buf.length)  /* no room left in buffer */  
  24.         if (markpos > 0) {   /* can throw away early part of the buffer */  
  25.         int sz = pos - markpos;  
  26.         System.arraycopy(buf, markpos, buf, 0, sz);  
  27.         pos = sz;  
  28.         markpos = 0;  
  29.         } else if (buf.length >= marklimit) {  
  30.         markpos = -1;   /* buffer got too big, invalidate mark */  
  31.         pos = 0;    /* drop buffer contents */  
  32.         } else {        /* grow buffer */  
  33.         int nsz = pos * 2;  
  34.         if (nsz > marklimit)  
  35.             nsz = marklimit;  
  36.         byte nbuf[] = new byte[nsz];  
  37.         System.arraycopy(buf, 0, nbuf, 0, pos);  
  38.         buf = nbuf;  
  39.         }  
  40.     count = pos;  
  41.     int n = in.read(buf, pos, buf.length - pos);  
  42.     if (n > 0)  
  43.         count = n + pos;  
  44.     }  
  45. }  
 

1．3．[BufferedOutputStream]

 

Java代码  收藏代码
  1. public class BufferedOutputStream extends FilterOutputStream {  
  2.    protected byte buf[]; // 建立写缓存区  
  3.    public BufferedOutputStream(OutputStream out, int size) {  
  4.         super(out);  
  5.         if (size <= 0) {  
  6.             throw new IllegalArgumentException("Buffer size <= 0");  
  7.         }  
  8.         buf = new byte[size];  
  9.     }   
  10. public synchronized void write(int b) throws IOException {  
  11.         if (count >= buf.length) {  
  12.             flushBuffer();  
  13.         }  
  14.         buf[count++] = (byte)b; // 直接从BUF[]中读取  
  15.    }  
  16.    private void flushBuffer() throws IOException {  
  17.         if (count > 0) {  
  18.             out.write(buf, 0, count);  
  19.             count = 0;  
  20.         }  
  21.    }  
  22. }  
 

可见，Buffered I/O putStream每读/写一个字节，若要操作的数据在BUF中，就直接对内存的buf[]进行读/写操作；否则从磁盘相应位置填充buf[]，再直接对内存的buf[]进行读/写操作，绝大部分的读/写操作是对内存buf[]的操作。

 

1．3．小结

 

内存存取时间单位是纳秒级（10E-9），磁盘存取时间单位是毫秒级（10E-3），同样操作一次的开销，内存比磁盘快了百万倍。理论上可以预见，即使对内存操作上万次，花费的时间也远少对于磁盘一次I/O的开销。显然后者是通过增加位于内存的BUF存取，减少磁盘I/O的开销，提高存取效率的，当然这样也增加了BUF控制部分的开销。从实际应用来看，存取效率提高了32倍。

 

根据1.3得出的结论，现试着对RandomAccessFile类也加上缓冲读写机制。

 

随机访问类与顺序类不同，前者是通过实现DataInput/DataOutput接口创建的，而后者是扩展FilterInputStream/FilterOutputStream创建的，不能直接照搬。

 

2．1．开辟缓冲区BUF[默认：1024字节]，用作读/写的共用缓冲区。

 

2．2．先实现读缓冲。

 

读缓冲逻辑的基本原理：

  • A 欲读文件POS位置的一个字节。
  • B 查BUF中是否存在？若有，直接从BUF中读取，并返回该字符BYTE。
  • C 若没有，则BUF重新定位到该POS所在的位置并把该位置附近的BUFSIZE的字节的文件内容填充BUFFER，返回B。

以下给出关键部分代码及其说明：

 

Java代码  收藏代码
  1. public class BufferedRandomAccessFile extends RandomAccessFile {  
  2. //  byte read(long pos)：读取当前文件POS位置所在的字节  
  3. //  bufstartpos、bufendpos代表BUF映射在当前文件的首/尾偏移地址。  
  4. //  curpos指当前类文件指针的偏移地址。  
  5.     public byte read(long pos) throws IOException {  
  6.         if (pos < this.bufstartpos || pos > this.bufendpos ) {  
  7.             this.flushbuf();  
  8.             this.seek(pos);  
  9.             if ((pos < this.bufstartpos) || (pos > this.bufendpos))   
  10.                 throw new IOException();  
  11.         }  
  12.         this.curpos = pos;  
  13.         return this.buf[(int)(pos - this.bufstartpos)];  
  14.     }  
  15. // void flushbuf()：bufdirty为真，把buf[]中尚未写入磁盘的数据，写入磁盘。  
  16.     private void flushbuf() throws IOException {  
  17.         if (this.bufdirty == true) {  
  18.             if (super.getFilePointer() != this.bufstartpos) {  
  19.                 super.seek(this.bufstartpos);  
  20.             }  
  21.             super.write(this.buf, 0, this.bufusedsize);  
  22.             this.bufdirty = false;  
  23.         }  
  24.     }  
  25. // void seek(long pos)：移动文件指针到pos位置，并把buf[]映射填充至POS所在的文件块。  
  26.     public void seek(long pos) throws IOException {  
  27.         if ((pos < this.bufstartpos) || (pos > this.bufendpos)) { // seek pos not in buf  
  28.             this.flushbuf();  
  29.             if ((pos >= 0) && (pos <= this.fileendpos) && (this.fileendpos != 0)) {   // seek pos in file (file length > 0)  
  30.                   this.bufstartpos =  pos * bufbitlen / bufbitlen;  
  31.                   this.bufusedsize = this.fillbuf();  
  32.             } else if (((pos == 0) && (this.fileendpos == 0)) || (pos == this.fileendpos + 1)) {   // seek pos is append pos  
  33.                 this.bufstartpos = pos;  
  34.                 this.bufusedsize = 0;  
  35.             }  
  36.             this.bufendpos = this.bufstartpos + this.bufsize - 1;  
  37.         }  
  38.         this.curpos = pos;  
  39.     }  
  40. // int fillbuf()：根据bufstartpos，填充buf[]。  
  41.     private int fillbuf() throws IOException {  
  42.         super.seek(this.bufstartpos);  
  43.         this.bufdirty = false;  
  44.         return super.read(this.buf);  
  45.     }  
  46. }  

 

至此缓冲读基本实现，逐字节COPY一个12兆的文件（这里牵涉到读和写，用BufferedRandomAccessFile试一下读的速度）：

 

读 写 耗用时间（秒）
RandomAccessFile RandomAccessFile 95.848
BufferedRandomAccessFile BufferedOutputStream + DataOutputStream 2.813
BufferedInputStream + DataInputStream BufferedOutputStream + DataOutputStream 2.935

 

可见速度显著提高，与BufferedInputStream+DataInputStream不相上下。

 

2．3．实现写缓冲。

 

写缓冲逻辑的基本原理：

  • A欲写文件POS位置的一个字节。
  • B 查BUF中是否有该映射？若有，直接向BUF中写入，并返回true。
  • C若没有，则BUF重新定位到该POS所在的位置，并把该位置附近的 BUFSIZE字节的文件内容填充BUFFER，返回B。

下面给出关键部分代码及其说明：

 

Java代码  收藏代码
  1. // boolean write(byte bw, long pos)：向当前文件POS位置写入字节BW。  
  2. // 根据POS的不同及BUF的位置：存在修改、追加、BUF中、BUF外等情况。在逻辑判断时，把最可能出现的情况，最先判断，这样可提高速度。  
  3. // fileendpos：指示当前文件的尾偏移地址，主要考虑到追加因素  
  4.     public boolean write(byte bw, long pos) throws IOException {  
  5.         if ((pos >= this.bufstartpos) && (pos <= this.bufendpos)) { // write pos in buf  
  6.             this.buf[(int)(pos - this.bufstartpos)] = bw;  
  7.             this.bufdirty = true;  
  8.             if (pos == this.fileendpos + 1) { // write pos is append pos  
  9.                 this.fileendpos++;  
  10.                 this.bufusedsize++;  
  11.             }  
  12.         } else { // write pos not in buf  
  13.             this.seek(pos);  
  14.             if ((pos >= 0) && (pos <= this.fileendpos) && (this.fileendpos != 0)) { // write pos is modify file  
  15.                 this.buf[(int)(pos - this.bufstartpos)] = bw;  
  16.             } else if (((pos == 0) && (this.fileendpos == 0)) || (pos == this.fileendpos + 1)) { // write pos is append pos  
  17.                 this.buf[0] = bw;  
  18.                 this.fileendpos++;  
  19.                 this.bufusedsize = 1;  
  20.             } else {  
  21.                 throw new IndexOutOfBoundsException();  
  22.             }  
  23.             this.bufdirty = true;  
  24.         }  
  25.         this.curpos = pos;  
  26.         return true;  
  27.     }  
  28.       

 

至此缓冲写基本实现，逐字节COPY一个12兆的文件，（这里牵涉到读和写，结合缓冲读，用BufferedRandomAccessFile试一下读/写的速度）：

 

读 写 耗用时间（秒）
RandomAccessFile RandomAccessFile 95.848
BufferedInputStream + DataInputStream BufferedOutputStream + DataOutputStream 2.935
BufferedRandomAccessFile BufferedOutputStream + DataOutputStream 2.813
BufferedRandomAccessFile BufferedRandomAccessFile 2.453

 

可见综合读/写速度已超越BufferedInput/OutputStream+DataInput/OutputStream。

 

高效的RandomAccessFile【续】

http://zhang-xiujiao.iteye.com/blog/1150762

优化BufferedRandomAccessFile。

 

优化原则：

  •     调用频繁的语句最需要优化，且优化的效果最明显。
  •     多重嵌套逻辑判断时，最可能出现的判断，应放在最外层。
  •     减少不必要的NEW。


这里举一典型的例子：

 

Java代码  收藏代码
  1.  public void seek(long pos) throws IOException {  
  2. ...  
  3.        this.bufstartpos =  pos * bufbitlen / bufbitlen; // bufbitlen指buf[]的位长，例：若bufsize=1024，则bufbitlen=10。  
  4.               ...  
  5. }  
 

seek函数使用在各函数中，调用非常频繁，上面加重的这行语句根据pos和bufsize确定buf[]对应当前文件的映射位置，用"*"、"/"确定，显然不是一个好方法。

 

  • 优化一：this.bufstartpos = (pos << bufbitlen) >> bufbitlen;
  • 优化二：this.bufstartpos = pos & bufmask; // this.bufmask = ~((long)this.bufsize - 1);

两者效率都比原来好，但后者显然更好，因为前者需要两次移位运算、后者只需一次逻辑与运算（bufmask可以预先得出）。

至此优化基本实现，逐字节COPY一个12兆的文件，（这里牵涉到读和写，结合缓冲读，用优化后BufferedRandomAccessFile试一下读/写的速度）：

 

读 写 耗用时间（秒）
RandomAccessFile RandomAccessFile 95.848
BufferedInputStream + DataInputStream BufferedOutputStream + DataOutputStream 2.935
BufferedRandomAccessFile BufferedOutputStream + DataOutputStream 2.813
BufferedRandomAccessFile BufferedRandomAccessFile 2.453
BufferedRandomAccessFile优 BufferedRandomAccessFile优 2.197

 

可见优化尽管不明显，还是比未优化前快了一些，也许这种效果在老式机上会更明显。

以上比较的是顺序存取，即使是随机存取，在绝大多数情况下也不止一个BYTE，所以缓冲机制依然有效。而一般的顺序存取类要实现随机存取就不怎么容易了。

 

需要完善的地方

 

提供文件追加功能：

 

Java代码  收藏代码
  1. public boolean append(byte bw) throws IOException {  
  2.    return this.write(bw, this.fileendpos + 1);  
  3. }  

 

提供文件当前位置修改功能：

 

Java代码  收藏代码
  1. public boolean write(byte bw) throws IOException {  
  2.    return this.write(bw, this.curpos);  
  3. }  

 

返回文件长度（由于BUF读写的原因，与原来的RandomAccessFile类有所不同）：

 

Java代码  收藏代码
  1. public long length() throws IOException {  
  2.    return this.max(this.fileendpos + 1, this.initfilelen);  
  3. }  

 

返回文件当前指针（由于是通过BUF读写的原因，与原来的RandomAccessFile类有所不同）：

 

Java代码  收藏代码
  1. public long getFilePointer() throws IOException {  
  2.    return this.curpos;  
  3. }  

 

提供对当前位置的多个字节的缓冲写功能：

 

Java代码  收藏代码
  1. public void write(byte b[], int off, int len) throws IOException {  
  2.         long writeendpos = this.curpos + len - 1;  
  3.         if (writeendpos <= this.bufendpos) { // b[] in cur buf  
  4.             System.arraycopy(b, off, this.buf, (int)(this.curpos - this.bufstartpos), len);  
  5.             this.bufdirty = true;  
  6.             this.bufusedsize = (int)(writeendpos - this.bufstartpos + 1);  
  7.         } else { // b[] not in cur buf  
  8.             super.seek(this.curpos);  
  9.             super.write(b, off, len);  
  10.         }  
  11.         if (writeendpos > this.fileendpos)  
  12.             this.fileendpos = writeendpos;  
  13.         this.seek(writeendpos+1);  
  14. }  
  15. public void write(byte b[]) throws IOException {  
  16.         this.write(b, 0, b.length);  
  17. }  

 

提供对当前位置的多个字节的缓冲读功能：

 

Java代码  收藏代码
  1. public int read(byte b[], int off, int len) throws IOException {  
  2.     long readendpos = this.curpos + len - 1;  
  3.     if (readendpos <= this.bufendpos && readendpos <= this.fileendpos ) { // read in buf  
  4.         System.arraycopy(this.buf, (int)(this.curpos - this.bufstartpos), b, off, len);  
  5.     } else { // read b[] size > buf[]  
  6.     if (readendpos > this.fileendpos) { // read b[] part in file  
  7.         len = (int)(this.length() - this.curpos + 1);  
  8.     }  
  9.        super.seek(this.curpos);  
  10.        len = super.read(b, off, len);  
  11.        readendpos = this.curpos + len - 1;  
  12.    }  
  13.        this.seek(readendpos + 1);  
  14.        return len;  
  15. }  
  16. public int read(byte b[]) throws IOException {  
  17.    return this.read(b, 0, b.length);  
  18. }  
  19. public void setLength(long newLength) throws IOException {  
  20.    if (newLength > 0) {  
  21.        this.fileendpos = newLength - 1;  
  22.    } else {  
  23.        this.fileendpos = 0;  
  24.    }  
  25.    super.setLength(newLength);  
  26. }  
  27.       
  28. public void close() throws IOException {  
  29.    this.flushbuf();  
  30.    super.close();  
  31. }  
 

至此完善工作基本完成，试一下新增的多字节读/写功能，通过同时读/写1024个字节，来COPY一个12兆的文件，（这里牵涉到读和写，用完善后BufferedRandomAccessFile试一下读/写的速度）：

 

读 写 耗用时间（秒）
RandomAccessFile RandomAccessFile 95.848
BufferedInputStream + DataInputStream BufferedOutputStream + DataOutputStream 2.935
BufferedRandomAccessFile BufferedOutputStream + DataOutputStream 2.813
BufferedRandomAccessFile BufferedRandomAccessFile 2.453
BufferedRandomAccessFile优 BufferedRandomAccessFile优 2.197
BufferedRandomAccessFile完 BufferedRandomAccessFile完 0.401

 

与MappedByteBuffer+RandomAccessFile的对比？

 

JDK1.4+提供了NIO类 ，其中MappedByteBuffer类用于映射缓冲，也可以映射随机文件访问，可见JAVA设计者也看到了RandomAccessFile的问题，并加以改进。怎么通过MappedByteBuffer+RandomAccessFile拷贝文件呢？下面就是测试程序的主要部分：

 

Java代码  收藏代码
  1. RandomAccessFile rafi = new RandomAccessFile(SrcFile, "r");  
  2. RandomAccessFile rafo = new RandomAccessFile(DesFile, "rw");  
  3. FileChannel fci = rafi.getChannel();  
  4. FileChannel fco = rafo.getChannel();  
  5. long size = fci.size();  
  6. MappedByteBuffer mbbi = fci.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, size);  
  7. MappedByteBuffer mbbo = fco.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, 0, size);  
  8. long start = System.currentTimeMillis();  
  9. for (int i = 0; i < size; i++) {  
  10.     byte b = mbbi.get(i);  
  11.     mbbo.put(i, b);  
  12. }  
  13. fcin.close();  
  14. fcout.close();  
  15. rafi.close();  
  16. rafo.close();  
  17. System.out.println("Spend: "+(double)(System.currentTimeMillis()-start) / 1000 + "s");  
 

试一下JDK1.4的映射缓冲读/写功能，逐字节COPY一个12兆的文件，（这里牵涉到读和写）：

 

读 写 耗用时间（秒）
RandomAccessFile RandomAccessFile 95.848
BufferedInputStream + DataInputStream BufferedOutputStream + DataOutputStream 2.935
BufferedRandomAccessFile BufferedOutputStream + DataOutputStream 2.813
BufferedRandomAccessFile BufferedRandomAccessFile 2.453
BufferedRandomAccessFile优 BufferedRandomAccessFile优 2.197
BufferedRandomAccessFile完 BufferedRandomAccessFile完 0.401
MappedByteBuffer+ RandomAccessFile MappedByteBuffer+ RandomAccessFile 1.209

 

确实不错，看来NIO有了极大的进步。建议采用 MappedByteBuffer+RandomAccessFile的方式。

posted on 2016-07-25 18:50  alvin.zhang  阅读(154)  评论(0)  编辑  收藏  举报

导航