12.2 Dateien mit wahlfreiem Zugriff

Dateien können auf zwei unterschiedliche Arten gelesen und modifiziert werden. Zum einen über einen Datenstrom, der Bytes wie in einem Medien-Stream verarbeitet, zum anderen über wahlfreien Zugriff (engl. random access). Während der Datenstrom eine strenge Sequenz erzwingt, ist bei dies beim wahlfreien Zugriff egal, da innerhalb der Datei beliebig hin und her gesprungen werden kann und ein Dateizeiger verwaltet wird, den wir setzen können. Da wir es mit Dateien zu tun haben, heißt das Ganze dann Random Access File und die Klasse, die wahlfreien Zugriff anbietet, java.io.RandomAccessFile.

12.2.1 Ein RandomAccessFile öffnen

Die Klasse definiert zwei Konstuktoren, um mit einem Dateinamen oder File-Objekt ein RandomAccessFile-Objekt anzulegen. Im Konstruktor ist der zweite Parameter eine Zeichenkette für den Zugriffs-Modus. Damit lässt sich eine Datei lesen oder schreibend öffnen. Die Angabe vermeidet Fehler, da nicht aus Versehen eine zum Lesen geöffnete Datei überschrieben werden kann.

Zwei wichtige Modi bedeuten Folgendes:

Zusätzlich lässt sich bei rw noch ein s oder d anhängen; sie stehen für Möglichkeiten, beim Schreiben die Daten mit dem Dateisystem zu synchronisieren.

class java.io.RandomAccessFile
implements DataOutput, DataInput

RandomAccessFile( String name, String mode ) throws FileNotFoundException RandomAccessFile( File file, String mode ) throws FileNotFoundException Öffnet die Datei. Löst eine FileNotFoundException aus, falls die Datei geöffnet werden soll, aber nicht geöffnet werden kann. Ob aus der Datei gelesen oder die Datei geschrieben wird, bestimmt der String, der den Modus angibt. »r« oder »rw« sind erlaubt. Ist der Modus falsch gesetzt, zeigt eine IllegalArgumentException dies an.

Fall die Datei geöffnet wird, schließt close() sie wieder.

12.2.2 Aus dem RandomAccessFile lesen

Um Daten aus einer mit einem RandomAccessFile verwalteten Datei zu bekommen, nutzen wir eine der readXXX()-Methoden. Sie lesen direkt das Bytefeld aus der Datei oder mehrere Bytes, die zu einem primitiven Datentyp zusammengesetzt sind. readChar() liest etwa hintereinander zwei Bytes und verknüpft diese zu einem char.

Da jede der Methoden eine IOException im Fehlerfall auslöst, ist dies in der Beschreibung nicht extra aufgeführt. Ist das Ende der Datei erreicht, liegen keine Daten mehr am Datenstrom. Ein Leseversuch gibt den Rückgabewert -1. Alle Lesemethoden sind synchron blockierend, das heißt, sie warten so lange (unter Umständen ewig), bis Daten ankommen oder die Daten zu Ende sind.

class java.io.RandomAccessFile
implements DataOutput, DataInput

native int read() Liest genau ein Byte und liefert es als int zurück.

int read( byte b[] ) Liest b.length()-Bytes und speichert sie im Feld b.

int read( byte b[], int off, int len ) Liest len Bytes aus der Datei und schreibt sie in das Feld b ab der Position off. Konnte mehr als ein Byte gelesen werden, aber wengier als len, dann wird die gelesene Größe als Rückgabewert zurückgegeben.

final boolean readBoolean() final byte readByte() final char readChar() final double readDouble() final float readFloat() final long readLong() final short readShort() final int readInt() Liest einen primitiven Datentyp.

final int readUnsignedByte() Liest ein als vorzeichenlos interpretiertes Byte.

final int readUnsignedShort() Liest zwei als vorzeichenlos interpretierte Bytes.

final void readFully( byte b[] ) Versucht, den gesamten Puffer b zu füllen.

final void readFully( byte b[], int off, int len ) Liest len Bytes und speichert sie im Puffer b ab dem Index off.

Zum Schluss bleiben zwei Methoden, die eine Zeichenkette liefern.

final String readLine() Liest eine Textzeile. Als Zeilenende wird \n und \r\n akzeptiert. Aus der Datei werden die Bytes einfach als ASCII-Bytes genommen und nicht als Unicode interpretiert. Die Methode nimmt keine Umwandlung verschiedener Codepages vor, so dass korrekte Unicode-Zeilen einer Umgebung herauskommen. Diese Umwandlung müsste manuell gemacht werden. Da RandomAccessFile nicht puffert, bietet sich eine zeilenweise Verarbeitung von ASCII-Dateien über readLine() nicht an.

final String readUTF() Liest einen UTF-codierten String und gibt einen Unicode-String zurück. Bei UTF-Strings werden entweder eins, zwei oder drei Bytes zu einem Unicode-Zeichen zusammengefasst.

12.2.3 Schreiben

Da RandomAccessFile die Schnittstellen DataOutput und DataInput implementiert, werden zum einen die readXXX()-Methoden wie bisher vorgestellt implementiert, und zum anderen eine Reihe von Schreibmethoden der Form writeXXX(). Diese sind orthogonal zu den Lesefunktionen, so dass sie hier nicht weiter erklärt werden. Wir listen sie lediglich kurz ohne Rückgabetyp (der void ist) auf: write(byte b[]), write(int b), write(byte b[], int off, int len), writeBoolean(boolean v), writeByte(int v), writeBytes(String s), writeChar(int v), writeChars(String s), writeDouble(double v), writeFloat(float v), writeInt(int v), writeLong(long v), writeShort(int v) und writeUTF(String str).

12.2.4 Die Länge des RandomAccessFile

Mit zwei Methoden greifen wir auf die Länge der Datei zu: einmal schreibend verändernd und einmal lesend.

native void setLength( long newLength ) Setzt die Größe der Datei auf newLength. Ist die Datei kleiner als newLength, wird sie mit unbestimmten Daten vergrößert; wenn die Datei größer war als die zu setzende Länge, wird die Datei abgeschnitten. Das bedeutet, mit setLength(0) ist der Dateiinhalt leicht zu löschen.

native long length() Liefert die Länge der Datei. Schreibzugriffe erhöhen den Wert, und setLength() modifiziert ebenfalls die Länge.

12.2.5 Hin und her in der Datei

Die bisherigen Lesemethoden setzen den Datenzeiger automatisch eine Position weiter. Wir können jedoch auch den Datenzeiger manuell auf eine selbstgewählte Stelle setzen und damit durch die Datei navigieren. Die nachfolgenden Lese- oder Schreibzugriffe setzen dann dort an. Die im Folgenden beschriebenen Methoden haben etwas mit diesem Dateizeiger und seiner Position zu tun:

class java.io.RandomAccessFile
implements DataOutput, DataInput

native long getFilePointer() Liefert die momentane Position des Dateizeigers. Das erste Byte steht an der Stelle Null.

native void seek( long pos ) Setzt die Position des Dateizeigers auf pos. Diese Angabe ist absolut und kann daher nicht negativ sein. Falls doch, wird eine Ausnahme ausgelöst.

int skipBytes( int n ) Mit skipBytes() kann im Gegensatz zu seek() relativ positioniert werden. n ist die Anzahl, um die der Dateizeiger bewegt wird. Ein negativer Wert setzt den Zeiger nach vorne. Falls versucht wird, den Zeiger vor die Datei zu setzen, wird eine IOException ausgelöst.

Setzen seek() oder skipBytes() den Zeiger weiter als es möglich ist, dann wird die Datei dadurch nicht größer. Sie verändert aber dann ihre Größe, wenn Daten geschrieben werden.

import java.io.*;
public class FileAppend
{
  public static void main( String args[] )
  {
    if ( args.length != 2 )
    {
      System.out.println( "Aufruf: FileAppend string outfile" );
      System.exit( 1 );
    }

    RandomAccessFile output = null;
    try
    {
      output = new RandomAccessFile( args[1], "rw" );
      output.seek( output.length() );       // Dateizeiger an das Ende

      output.writeChars( args[0] + "\n" );  // Zeile schreiben
    }
    catch ( IOException e ) {
      System.err.println( e );
    }
    finally {
      try
      {
        if ( output != null )
          output.close();
      }
      catch ( IOException e ) {}
    }
  }
}