12.2 Dateien mit wahlfreiem Zugriff 

Dateien können auf zwei unterschiedliche Arten und Weisen gelesen und modifiziert werden. Zum einen über einen Datenstrom, der Bytes wie in einem Medienstream nimmt, 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 anpassen 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 Zugriff. 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.

Die Modi bedeuten Folgendes:

class java.io.RandomAccessFile

implements DataOutput, DataInput

public RandomAccessFile( String name, String mode ) Öffnet die Datei. Ob aus der Datei gelesen wird 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. Vor dem Öffnen der Datei wird geprüft, ob die erforderlichen Zugriffsrechte für die Datei vorhanden sind. Eine ausgelöste SecurityException zeigt fehlende Schreib- oder Leserechte an.

public RandomAccessFile( File file, String mode ) Erzeugt einen Random-Access-Objekt vom File-Objekt. Löst eine FileNotFoundException aus, falls die Datei nicht geöffnet werden kann. Eine IllegalArgumentException signalisiert, dass der Modus falsch ist.

Einer der Konstruktoren öffnet die Datei. Sie wird mit close() wieder geschlossen.

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 den primitiven Datentyp oder das Bytefeld aus der Datei, wo es im Binärformat abgelegt ist.

Da jede der Methoden eine IOException im Fehlerfall auslöst, ist dies in der Beschreibung nicht extra aufgeführt. Liegen keine Daten mehr am Datenstrom an, da das Ende der Datei erreicht ist, aber dennoch ein Leseversuch gemacht wird, so ist der 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, sodass korrekte Unicode-Zeilen einer Umgebung herauskommen. Diese Umwandlung müsste manuell gemacht werden.

final String readUTF() Liest einen UTF-codierten String und gibt einen Unicode-String zurück. Bei UTF-Strings werden entweder 1, 2 oder 3 Bytes zu einem Unicode-Zeichen zusammengefasst.

12.2.3 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. Da der Rückgabewert long ist und nicht BigInteger, ist die maximale Dateilänge auf 2 GB begrenzt.

native long length() Liefert die Größe der Datei in Bytes.

native void seek( long pos ) Setzt die Position des Dateizeiger 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() weiter als es möglich ist, dann wird die Datei dadurch nicht größer. Sie verändert aber dann ihre Größe, wenn Daten geschrieben werden.

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.

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, sodass 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).

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 ) {}
    }
  }
}