Java-Io-RandomAccessFile任意位置读写数据的操作小结

2024-04-02 19:55

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介绍

RandomAccessFile是java语言中最丰富的文件访问类。RandomAccessFile类支持随机访问方式，可以跳转到文件的任意位置读写数据,这个类在文件随机读取时有很大的优势,可利用多线程完成对一个大文件的读写，利用seek对文件进行切分，从大文件的不同位置开线程进行读写。

构造,模式,方法

RandomAccessFile他的构造函数只有两种,所以仅限于操作文件，不能访问其他io设备，比如网络，内存映像等。

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而底层是使用c/c++进行操作的,所以无法进行自定义操作

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如果RandomAccessFile作为输出流时，写出到的文件如果不存在，则在执行过程中自动创建如果写出到的文件存在，则会对原有文件内容进行覆盖。(默认情况下，从头覆盖)

模式	作用
r	表示以只读方式打开，调用结果对象的任何write方法都将导致抛出IOException
rw	打开以便读取和写入，如果该文件尚不存在，则尝试创建该文件
rws	打开以便读取和写入，相对于"rw"，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存储设备
rwd	打开以便读取和写入，相对于"rw"，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

方法	作用
`void close()`	重要，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，NIO用到
`long getFilePointer()`	返回此文件中的当前偏移量(实时)
`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，返回读入的总字节数，如果由于已经达到文件末尾而不再有数据，则返回-1。
int read(byte[] b, int off, int len)	将最多len个数据字节从此文件的指定初始偏移量off读入byte数组
boolean readBoolean()	从此文件读取一个boolean，其余readByte()、readChar()、readDouble()等类似
`String readLine()`	从此文件读取文本的下一行 (会乱码)
`void seek(long pos)`	重要，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(字节单位)
int skipBytes(int n)	重要，尝试跳过输入的n个字节以丢弃跳过的字节，返回跳过的字节数
`void write(byte[] b)`	将b.length个字节从指定byte数组写入到此文件中
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，其余writeByte(int v)、writeBytes(String s)、writeChar(int v)等都类似

问题解决

文件覆盖改追加

在RandomAccessFile作为输入流时候,第一次写的时候会将文件从头覆盖,后面在写就是追加(同一个对象) ,如果想在第一次就追加的话那么就设置写的位置w.seek(w.length());这样就会从文件的最后一个字节之后开始写了

try (
         RandomAccessFile r = new RandomAccessFile(new File(readFile), "r");
         RandomAccessFile w = new RandomAccessFile(new File(writeFile), "rw");
        ){
      w.seek(w.length()); // 将指针指向文件最后,进行追加
      byte[] bytes = new byte[1024];
      int len = -1;
      while ((len = r.read(bytes)) != -1) {
        w.write(bytes);
      }
    } catch (IOException e) {
      e.printStackTrace();
    }

案例文件读写

 CodeStartAndStopTimeUtil.creator(
        () -> {
          File file = ResourceFileUtil.getFile("mp4/mp4_2.zip");
          String readFile = file.getAbsolutePath();
          String writeFile = file.getParent() + File.separator + "mp4_11112.zip";
          byte[] bytes = new byte[2048];
          try (RandomAccessFile r = new RandomAccessFile(new File(readFile), "r");
              RandomAccessFile w = new RandomAccessFile(new File(writeFile), "rw"); ) {
            int len = -1;
            while ((len = r.read(bytes)) != -1) {
              w.write(bytes);
            }
          }
        });
  }

案例多线程文件读写

CodeStartAndStopTimeUtil.creator(
        () -> {
          File file = ResourceFileUtil.getFile("mp4/mp4.zip");
          String readFile = file.getAbsolutePath();
          String writeFile = file.getParent() + File.separator + "mp4_11112.zip";
          long length = new File(readFile).length(); // 文件一共大小
          int num = (int)length/8; // 每个线程读写多少字节   20971520(20mb)  2.5个g4~5秒左右
          List<long[]> longs = DataGroup.dataGroupOnce(length, num);
          List<Future<?>> futures = new ArrayList<>();
          for (long[] aLong : longs) {
            long l = aLong[0]; // 起始位置
            // 创建线程并运行
            Future<?> randomAccessFile =
                ExecutorUtils.createFuture(
                    "RandomAccessFile",
                    () -> {
                      byte[] bytes = new byte[num];
                      try (
                      // 在线程内部创RandomAccessFile对象
                      RandomAccessFile r = new RandomAccessFile(new File(readFile), "r");
                      RandomAccessFile w = new RandomAccessFile(new File(writeFile), "rw"); ) {
                        r.seek(l);
                        int len = r.read(bytes);
                        if (len < num) {
                          // 调整数组
                          bytes = ArrayByteUtil.getActualBytes(bytes);
                        }
                        // 写入文件
                        w.seek(l);
                        w.write(bytes);
                        System.out.println(l );
                      } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                      }
                    });
            futures.add(randomAccessFile);
          }
          // 阻塞全部线程执行完毕
          ExecutorUtils.waitComplete(futures);
        });

问题

多线程使用RandomAccessFile

常见的使用多线程的场景: 断点续传和断点下载,或者文件加密解密等

断点续传原理就是:

前端将文件安装百分比进行计算,每次上传文件的百分之一(文件分片),给文件分片做上序号
后端将前端每次上传的文件,放入到缓存目录
等待前端将全部的文件内容都上传完毕后,发送一个合并请求
后端使用RandomAccessFile进多线程读取所有的分片文件,一个线程一个分片
后端每个线程按照序号将分片的文件写入到目标文件中,
在上传文件的过程中发生断网了或者手动暂停了,下次上传的时候发送续传请求,让后端删除最后一个分片
前端重新发送上次的文件分片

解决readLine乱码的问题

RandomAccessFile 读写文件时，不管文件中保存的数据编码格式是什么使用 RandomAccessFile对象方法的 readLine() 都会将编码格式转换成 ISO-8859-1 所以输出显示是还要在进行一次转码

//需要重新转码才能正常显示
   System.out.println( 
   new String(r.readLine().getBytes(StandardCharsets.ISO_8859_1), StandardCharsets.UTF_8)
   );

多线程读写乱码的问题

RandomAccessFile对象是不能线程共享的,一个RandomAccessFile对象的文件指针只有一个,多个线程如果都去操作这个指针进行seek的话,那么读写就会被来回的跳转,导致多个线程的读写混乱,所以每个线程必须在线程内部创建RandomAccessFile,这样每个线程都有一个自己的文件指针了, 正确案例

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