為什么隨機讀寫比按順序讀寫文件就是快？
一、背景介紹
RandomAccessFile 類，也被稱為隨機訪問文件類。
RandomAccessFile 可以說是 Java 體系中功能最為豐富的文件操作類，相比之前介紹的通過字節流或者字符流接口方式讀寫文件，RandomAccessFile 類可以跳轉到文件的任意位置處進行讀寫數據，而無需把文件從頭讀到尾，因此讀寫性能上要快很多，但是該類僅限于操作文件，不能訪問其他的 IO 設備，如網絡、內存映像等。
所以如果需要訪問文件的部分內容，而不是把文件從頭讀到尾，使用 RandomAccessFile 將是更好的選擇。
實際上，雖然RandomAccessFile類具備隨機讀寫數據的功能，但是它既不是InputStream的子類，也不是OutputStream的子類，絕大部分的方法都是從零開始寫的，這可能是因為 RandomAccessFile 需要在文件里面前后移動，它的行為與其它的 I/O 類有著根本性的不同，所以相對比較獨立。
RandomAccessFile對象類中內置了一個位置指示器，可以指向當前讀寫處的位置，當讀寫 n 個字節后，文件指示器將指向這 n 個字節后的下一個字節處。剛打開文件時，文件指示器指向文件的開頭處，當移動文件指示器到新的位置時，隨后的讀寫將從新的位置開始，這是它與其他的文件讀寫方式最大的不同。
基本上，RandomAccessFile的工作方式是，結合DataInputStream和DataOutputStream類完成數據的讀寫，再加上自己的一些方法，比如定位用的 getFilePointer方法，在文件里移動用的seek方法，以及判斷文件大小length方法、跳過多少字節數的skipBytes方法等，來完成文件的隨機訪問和讀寫操作。
具體怎么使用呢，我們一起來看看！
二、RandomAccessFile 類基本介紹
下面先來看看一個簡單的例子。
// 獲取隨機訪問文件對象
RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(new File("randomFileDemo.txt"), "rw");
for (int i = 0; i < 10; i++) {
// 寫入數據，1個int占4個字節
raf.writeInt(i);
}
raf.close();
System.out.println("================修改前的內容===============" );
// 重新獲取隨機訪問文件對象
raf = new RandomAccessFile(new File("randomFileDemo.txt"), "rw");
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println("Value：" + i + ": " + raf.readInt());
}
raf.close();
// 重新獲取隨機訪問文件對象
raf = new RandomAccessFile(new File("randomFileDemo.txt"), "rw");
// 設置文件指針偏移量，從0開始，直接將文件指針移到第6個int數據后面（1個int占4個字節）
raf.seek(5 * 4);
//覆蓋第6個int數據
raf.writeInt(16);
raf.close();
System.out.println("================修改后的內容===============" );
// 重新獲取隨機訪問文件對象
raf = new RandomAccessFile(new File("randomFileDemo.txt"), "rw");
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println("Value：" + i + ": " + raf.readInt());
}
raf.close();輸出結果：
================修改前的內容===============
Value：0: 0
Value：1: 1
Value：2: 2
Value：3: 3
Value：4: 4
Value：5: 5
Value：6: 6
Value：7: 7
Value：8: 8
Value：9: 9
================修改后的內容===============
Value：0: 0
Value：1: 1
Value：2: 2
Value：3: 3
Value：4: 4
Value：5: 16
Value：6: 6
Value：7: 7
Value：8: 8
Value：9: 9RandomAccessFile類為用戶提供了兩種構造方法，具體操作方式如下：
// 第一種構造方法：指定 file 對象和讀寫模式
RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(File file, String mode);
// 第二種構造方法：指定 filename 路徑和讀寫模式
RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(String filename, String mode);其實第二種構造方法也是new File()出來，再調用第一種構造方法，兩者都可以獲取隨機訪問文件對象。
至于mode，表示以何種方式打開文件，Java給開發者提供了四種mode值，具體解釋如下！
圖片
值得注意的地方是，"rw"模式下，Java 并不強求指定的路徑下一定存在某個文件，假如文件不存在，會自動創建。
RandomAccessFile類為用戶提供的方法比較多，我們可以關注下幾個重要的方法即可，詳細方法如下圖！
圖片
方法的使用，可以參考如下樣例：
RandomAccessFile file = new RandomAccessFile("file.txt", "rw");
// 以下向file文件中寫數據
file.writeInt(20);// 占4個字節
file.writeDouble(8.236598);// 占8個字節
file.writeUTF("這是一個UTF字符串");// 這個長度寫在當前文件指針的前兩個字節處，可用readShort()讀取
file.writeBoolean(true);// 占1個字節
file.writeShort(395);// 占2個字節
file.writeLong(2325451L);// 占8個字節
file.writeUTF("又是一個UTF字符串");
file.writeFloat(35.5f);// 占4個字節
file.writeChar('a');// 占2個字節
file.seek(0);// 把文件指針位置設置到文件起始處
// 以下從file文件中讀數據，要注意文件指針的位置
System.out.println("——————從file文件指定位置讀數據——————");
System.out.println(file.readInt());
System.out.println(file.readDouble());
System.out.println(file.readUTF());
file.skipBytes(3);// 將文件指針跳過3個字節，本例中即跳過了一個boolean值和short值。
System.out.println(file.readLong());
file.skipBytes(file.readShort()); // 跳過文件中“又是一個UTF字符串”所占字節，注意readShort()方法會移動文件指針，所以不用加2。
System.out.println(file.readFloat());
//以下演示文件復制操作
System.out.println("——————文件復制（從file到fileCopy）——————");
file.seek(0);
RandomAccessFile fileCopy=new RandomAccessFile("fileCopy.txt","rw");
int len=(int)file.length();//取得文件長度（字節數）
byte[] b=newbyte[len];
file.readFully(b);//讀取全部內容
fileCopy.write(b);//全部寫入目標文件
System.out.println("復制完成！");根據以上的方法介紹，我們可以利用RandomAccessFile實現一個在任意位置插入數據的操作，具體實例如下：
public class RandomAccessFileTest1 {
/**
* 插入數據
* @param skip 跳過多少過字節進行插入數據
* @param str 要插入的字符串
* @param fileName 文件路徑
*/
public static void insert(long skip, String str, String fileName){
try {
RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(fileName,"rw");
if(skip < 0 || skip > raf.length()){
System.out.println("跳過字節數無效");
return;
}
byte[] b = str.getBytes();
raf.setLength(raf.length() + b.length);
// 將尾部數據進行遷移
for(long i = raf.length() - 1; i > b.length + skip - 1; i--){
raf.seek(i - b.length);
byte temp = raf.readByte();
raf.seek(i);
raf.writeByte(temp);
}
// 從指定的位置，開始覆寫數據
raf.seek(skip);
raf.write(b);
raf.close();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 方法測試
* @param args
* @throws Exception
*/
public static void main(String[] args) {
insert(0, "一起學習Java", "test.txt");
insert(0, "Hello，", "test.txt");
}
}文件內容結果如下：
Hello，一起學習Java三、RandomAccessFile 類的應用
在實際的開發過程中，RandomAccessFile 的一個重要應用場景就是網絡請求中的文件多線程下載及斷點續傳。
首先將文件分成幾塊，然后每塊用不同的線程進行下載，下面是一個利用多線程在寫文件時的例子：
public class RandomAccessFileTest2 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 預分配文件所占的磁盤空間，磁盤中會創建一個指定大小的文件
RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("test.txt", "rw");
raf.setLength(1024*1024); // 預分配 1M 的文件空間
raf.close();
// 所要寫入的文件內容
String s1 = "第一個字符串";
String s2 = "第二個字符串";
String s3 = "第三個字符串";
String s4 = "第四個字符串";
String s5 = "第五個字符串";
// 利用多線程同時寫入一個文件
new FileWriteThread(1024*1,s1.getBytes()).start(); // 從文件的1024字節之后開始寫入數據
new FileWriteThread(1024*2,s2.getBytes()).start(); // 從文件的2048字節之后開始寫入數據
new FileWriteThread(1024*3,s3.getBytes()).start(); // 從文件的3072字節之后開始寫入數據
new FileWriteThread(1024*4,s4.getBytes()).start(); // 從文件的4096字節之后開始寫入數據
new FileWriteThread(1024*5,s5.getBytes()).start(); // 從文件的5120字節之后開始寫入數據
}
}
class FileWriteThread extends Thread{
privateint skip;
privatebyte[] content;
public FileWriteThread(int skip,byte[] content){
this.skip = skip;
this.content = content;
}
@Override
public void run(){
RandomAccessFile raf = null;
try {
// 利用線程在文件的指定位置寫入指定數據
raf = new RandomAccessFile("test.txt", "rw");
raf.seek(skip);
raf.write(content);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
raf.close();
} catch (Exception e) {
}
}
}
}四、小結
本文主要圍繞 RandomAccessFile 類的基本概念和常用方法，做了一次簡單的知識總結，該類是 IO 流體系中功能最豐富的文件內容訪問類，既可以讀取文件中任意位置的內容，也可以向文件任意位置寫入數據。
當然 RandomAccessFile 當讀寫大文件的時候，會出現內存溢出問題，此時可以采用內存映射文件方式進行讀寫數據，關于技術會在后期的文章中進行介紹。
五、參考
1、https://www.cnblogs.com/xrq730/p/4888288.html
2、https://blog.csdn.net/akon_vm/article/details/7429245
