RandomAccessFile

RandomAccessFile 是 Java 输入/输出流体系中功能最丰富的文件内容访问类，它提供了众多的方法来访问文件内容，它既可以读取文件内容，也可以向文件输出数据。与普通的输入/输出流不同的是，RandomAccessFile 支持“随机访问”的方式，程序可以直接跳转到文件的任意地方来读写数据。

由于 RandomAccessFile 可以自由访问文件的任意位置，所以如果只需要访问文件部分内容，而不是把文件从头读到尾，使用 RandomAccessFile 将是更好的选择。

与 OutputStream、Writer 等输出流不同的是，RandomAccessFile 允许自由定位文件记录指针，RandomAccessFile 可以不从开始的地方开始输出，因此 RandomAccessFile 可以向已存在的文件后追加内容。如果程序需要向已存在的文件后追加内容，则应该使用 RandomAccessFile。

RandomAccessFile 的方法虽然多，但它有一个最大的局限，就是只能读写文件，不能读与其他 IO 节点。

RandomAccessFile 对象也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 可以自由移动该记录指针，既可以向前移动，也可以向后移动。RandomAccessFile 包含了如下两个方法来操作文件记录指针。

• 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 既可以读文件，也可以写，所以它既包含了完全类似于 InputStream 的三个 read() 方法，其用法和 InputStream 的三个 read() 方法完全一样；也包含了完全类似于 OutputStream 的三个 write() 方法，其用法和 OutputStream 的三个 write() 方法完全一样。除此之外，RandomAccessFile 还包含了一系列的 readXxx() 和 writeXxx() 方法来完成输入、输出。

RandomAccessFile 类有两个构造器，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 对象时还需要指定一个 mode 参数，该参数指定 RandomAccessFile 的访问模式，该参数有如下4个值。

• "r"：以只读方式打开指定文件。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，则尝试创建该文件。
• "rws"：以读、写方式打开指定文件。相对于"rw"模式，还要求对文件的内容或元数据的每个更新都同步写入到底层存储设备。
• "rwd"：以读、写方式打开指定文件。相对于"rw"模式，还要求对文件内容的每个更新都同步写入到底层存储设备。

下面程序使用了 RandomAccessFile 来访问指定的中间部分数据。

public class RandomAccessFileTest {
    public static void main(String[] args) {
        try (RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("RandomAccessFileTest.java", "r")) {
            // 获取RandomAccessFile对象文件指针的位置，初始位置是0
            System.out.println("RandomAccessFile的文件指针的初始位置：" + raf.getFilePointer());
            // 移动raf的文件记录指针的位置
            raf.seek(300);
            byte[] bbuf = new byte[1024];
            // 用于保存实际读取的字节数
            int hasRead = 0;
            // 使用循环来重复“取水”过程
            while ((hasRead = raf.read(bbuf)) > 0) {
                // 取出“竹筒”中水滴（字节），将字节数组转换成字符串输入！
                System.out.print(new String(bbuf, 0, hasRead));
            }
        } catch (IOException ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }
}

上面程序中的第一行粗体代码创建了一个 RandomAccessFile 对象，该对象以只读方式打开了 RandomAccessFileTest.java 文件，这意味着该 RandomAccessFile 对象只能读取文件内容，不能执行写入。程序中第二行粗体字代码将文件记录指针定位到300处，也就是说，程序将从300字节处开始读、写，程序接下来的部分与使用 InputStream 读取并没有太大的区别。运行上面程序，将看到程序只读取后面部分的效果。

下面程序示范了如何向指定文件后追加内容，为了追加内容，程序应该先将记录指针移动到文件最后，然后开始向文件中输出内容。

public class AppendContent {
    public static void main(String[] args) {
        try (
                // 以读、写方式打开一个RandomAccessFile对象
                RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("out.txt", "rw")) {
            // 将记录指针移动到out.txt文件的最后
            raf.seek(raf.length());
            raf.write("追加的内容！\r\n".getBytes());
        } catch (IOException ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }
}

上面程序中的第一行粗体字代码先以读、写方式创建了一个 RandomAccessFile 对象，第二行粗体字代码将 RandomAccessFile 对象的记录指针移动到最后；接下来使用 RandomAccessFile 执行输出，与使用 OutputStream 或 Writer 执行输出并没有太大区别。

每运行上面程序一次，都可以看到 out.txt 文件中多一行“追加的内容！”字符串，程序在该字符串后使用“\r\n”是为了控制换行。

注意：RandomAccessFile 依然不能向文件的指定位置插入内容，如果直接将文件记录指针动到中间某位置后开始输出，则新输出的内容会覆盖文件中原有的内容．如果需要向指定插入内容，程序需要先把插入点后面的内容读入缓冲区，等把需要插入的数据写入文件后，再将缓冲区的内容追加到文件后面。

下面程序实现了向指定文件、指定位置插入内容的功能。

public class InsertContent {
    public static void insert(String fileName, long pos, String insertContent) throws IOException {
        File tmp = File.createTempFile("tmp", null);
        tmp.deleteOnExit();
        try (RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(fileName, "rw");
                // 使用临时文件来保存插入点后的数据
                FileOutputStream tmpOut = new FileOutputStream(tmp);
                FileInputStream tmpIn = new FileInputStream(tmp)) {
            raf.seek(pos);
            // ------下面代码将插入点后的内容读入临时文件中保存------
            byte[] bbuf = new byte[64];
            // 用于保存实际读取的字节数
            int hasRead = 0;
            // 使用循环方式读取插入点后的数据
            while ((hasRead = raf.read(bbuf)) > 0) {
                // 将读取的数据写入临时文件
                tmpOut.write(bbuf, 0, hasRead);
            }
            // ----------下面代码插入内容----------
            // 把文件记录指针重新定位到pos位置
            raf.seek(pos);
            // 追加需要插入的内容
            raf.write(insertContent.getBytes());
            // 追加临时文件中的内容
            while ((hasRead = tmpIn.read(bbuf)) > 0) {
                raf.write(bbuf, 0, hasRead);
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        insert("InsertContent.java", 45, "插入的内容\r\n");
    }
}

上面程序中使用 File 的 createTempFile(String prefix, String suffix) 方法创建了一个临时文件（该临时文件将在 JVM 退出时被删除），用以保存被插入文件的插入点后面的内容。程序先将文件中插入点后的内容读入临时文件中，然后重新定位到插入点，将需要插入的内容添加到文件后面，最后将临时文件的内容添加到文件后面，通过这个过程就可以向指定文件、指定位置插入内容。

每次运行上面程序，都会看到向 InsertContent.java 中插入了一行字符串。