Java IO (三) 读取其他进程数据,RandomAccessFile,序列化和反序列化

Java虚拟机读取其他进程的数据

Runtime对象的exec方法可以运行平台上的其他程序,该方法产生一个Process对象,Process对象代表由该Java程序启动启动的子进程,Process类提供如下三个方法,用于和其子进程通信:

InputStream getErrorStream() 获取子进程的错误流
InputStream getInputStream() 获取子进程的输入流
OutputStream getOutputStream() 获取子进程的输出流

这里的输入流输出流容易混淆.从程序的角度思考,子进程读取程序的数据,为输出流.子进程读取数据,是让程序把数据输出到子进程中.

java//省略代码

            Process p = Runtime.getRuntime().exec("javac");
            BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(p.getErrorStream(),"GBK"));
            String buff;
            while ((buff = br.readLine()) != null ) {
                System.out.println(buff);
            }

//省略代码

上面程序使用Runtime启动javac,获取了运行该程序相应的子进程.

javapublic class WriteToProcess {
    public static void main(String[] args) {
        PrintStream ps = null;
        try {
            //返回运行该命令的子进程
            Process p = Runtime.getRuntime().exec("java ReadStand");
            //p进程的输出流创建PrintStream对象
            //对本程序是输出流,对p进程则是输入流
            ps = new PrintStream(p.getOutputStream());
            BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(p.getInputStream()));
            String content;
            while ((content = br.readLine()) != null) {
                System.out.println(content);
            }
            ps.println("普通字符串");
            ps.println(new WriteToProcess());
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (null != ps) {
                ps.close();
            }
        }
    }
}
class ReadStand {
    public static void main(String[] args) {
        PrintStream ps = null;
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        try {
            ps = new PrintStream("\\src\\test\\out.txt");
            sc.useDelimiter("\n");
            while (sc.hasNext()) {
                ps.print("键盘输入的内容是:" + sc.next());
            }
        } catch (FileNotFoundException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } finally {
            sc.close();
            ps.close();
        }
    }
}

上面的程序,运行结束产生了一个out.txt文件,该文件由ReadStand产生,该文件的内容由WriteToProcess类写入到ReadStan进程里,并由ReadStand读取这些数据,并把数据保存在out.txt文件.

RandomAccessFile

RandomAccessFile是Java输入/输出流中功能最丰富的文件内容访问类,提供了众多方法来访问文件,既可以支持读取内容,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位置来读写数据.

计算机中"随机访问"是由Random Access两个单词单词翻译而来.Random不仅有随机的意思,还有任意的意思.如果
能这样理解Random,可以更好的理解Random Access:任意访问,也就是说可以自由访问任意存储点的存储器(与磁盘,
磁带等需要寻道,倒带才可访问存储点的存储器区分);而RandomAccessFile的含义是可以自由访问文件的任意地方(与
InputStream,Reader依次向后读取区分).

RandomAccessFile可以自由访问文件的任意位置,所以如果只希望访问文件的部分内容,RandomAccessFile是更好的选择.

RandomAccessFile允许自由定位文件记录指针,所以RandomAccessFile不用从开始地方输出,所以可以向已存在的文件后追加内容.

RandomAccessFile对象包含了一个记录指针,用以标识当前读写处的位置,当程序创建一个新的RandomAccessFile对象时,该对象的的文件记录指针位于文件头(0处),读写了n个字节后文件记录指针将会移动n个字节,除此之外,RandomAccessFile可以自由移动记录指针,可以向前/向后移动.包含两个方法来操作文件记录指针:

void 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既可以读文件又能写文件,包含了类似于InputStream的三个Read方法,用法和InputStream的三个read方法完全一样.也包含了OutputStream的三个write方法,用法和OutputStream的write方法完全一样.此外还包含系列的readXXX和writeXXX方法来完成输入/输出.

RandomAccessFile类有两个构造器,基本相同,区别在于指定的文件形式不同.一个使用String来制定文件名,一个使用File参数来制定文件本身,之外创建RandomAccessFile对象还需要制定一个mode参数,该参数指定RandomAccessFile的访问模式,有如下四个值:

• "r" 以只读的方式打开指定文件.如试图对该RandomAccessFile指定写入操作会抛出IOException.
• "rw" 以读取,写入的方式打开指定文件.如果该文件不存在,则尝试创建该文件.
• "rws" 以读取,写入的方式打开指定文件.相对于"rw"模式,还要求对文件的元数据或内容的每个更新都同步到底层存储设备.
• "rwd" 以读取,写入的方式打开指定文件,对于"rw",还要求对文件内容的每个更新都同步写入底层存储设备.

    //省略代码
    RandomAccessFile raf = null;
    //省略代码
    try {
        raf = new RandomAccessFile("out.txt","rw");
        raf.seek(raf.length());
        raf.write("追加内容\r\n".getBytes());
    }

使用RandomAccessFile对指定文件指定位置插入内容:

javapublic static void insert(String fileName,long pos,String insertContent) {
        RandomAccessFile raf = null;
        try {
            raf = new RandomAccessFile(fileName, "rw");
            File tmpFile = File.createTempFile("temp", null);
            tmpFile.deleteOnExit();
            BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(tmpFile)));
            BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream(tmpFile)));
            //设置文件指针位置
            raf.seek(pos);
            String content;
            /**
             * 将插入点内容保存在临时文件中
             * 读取插入点后所有文件内容
             */
            while ((content = raf.readLine()) != null) {
                    //将数据写入临时文件
                    bw.write(content);
            }
            bw.flush();
            bw.close();
            //重新设置指针位置
            raf.seek(pos);
            //插入内容
            raf.write(insertContent.getBytes());
            //追加临时文件中内容
            while ((content = br.readLine()) != null) {
                raf.write(content.getBytes());
            }
            br.close();
        } catch (FileNotFoundException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                raf.close();
            } catch (IOException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }


    }

对象的序列化和反序列化

对象序列化是将对象保存在磁盘中,或允许在网络中直接传输对象,对象序列化机制允许把内存中的Java对象转换平台无关的二进制流,从而允许把这种二进制流持久保存在磁盘上,通过网络将这种二进制流传输到另一个网络节点.其他程序获得了这种二进制流,都可以将这种二进制流恢复成原来的Java对象.

序列化的含义和意义

序列化机制允许将实现序列化的Java对象转换为字节序列,这些字节序列可以被保存在磁盘上,或通过网络传输,以备以后重新恢复成原来的对象,序列化机制使得对象可以脱离程序的运行独立存在.

对象的序列化(Serialize)指将一个Java对象写入IO流中,于此对应的是,对象的反序列化(Deserialize)指从IO流中恢复该Java对象.

如果要让某个对象可以支持序列化机制,必须它的类是可序列化的(Serialize).为了让某个类可序列化,必须实现如下两个接口之一:

• Serializable
• Externalizable

Serializable是一个标记接口,该接口无需实现任何方法,只是表明该类是可序列化的.所有可能在网络上传输的对象的类都应该是可序列化的,否则程序将会出现异常.比如RMI(Remote Method Invoke,远程方法调用)过程中的参数和返回值;所有需要保存到磁盘的对象的类都必须是可序列化.如Web中需要保存到HttpSession和ServletContext属性的Java对象.
通常建议,程序创建的每个JavaBean都实现Serializable接口.

序列化对象实例:

javapublic class ObjectOutputStreamTest {
    public static void main(String[] args) {
        ObjectOutputStream oos = null;

        try {
            //创建一个ObjectOutputStream输出流
            oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("src//io//person.txt"));
            Person p1 = new Person("swk", 20);
            //把对象写入输出流
            oos.writeObject(p1);
        } catch (FileNotFoundException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } finally { 
                try {
                    if (null != oos) {
                        oos.close();
                    }
                } catch (IOException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

class Person implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = 1L;
    private String name;
    private int age;

    public Person(String name,int age) {
        // TODO Auto-generated constructor stub    
        System.out.println("Person 构造函数");
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }


}

从二进制流中恢复Java对象:

java//省略代码
    ObjectInputStream ois = null;
        try {
            //创建ObjectInputStream输入流
            ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("src//io//person.txt"));
            //从流中读取对象,并强制转换为Person类型
            Person p = (Person)ois.readObject();
            System.out.println("Age:" + p.getAge() + ",name:" + p.getName());
        } 
//省略代码

反序列化读取的只是Java对象的数据,而不是Java类,因此采用反序列化恢复Java对象时,必须提供Java对象所属的class文件,否则引发ClassNotFoundException.

Person类只有一个有参数构造器,并没有无参数构造器,而且构造函数内有打印语句.当反序列化读取Java对象时,没有看到程序调用该构造器,这表明反序列化机制无需通过构造器来初始化Java对象.

如果向文件中使用序列化多个Java对象,使用反序列化机制恢复时,必须按实际写入顺序读取.

程序创建子类实例时,系统会隐式创建为它所有的父类都创建实例.反序列化某个子类的实例时,反序列化机制需要恢复其关联的父类实例,恢复这些父类实例有;两种方式:

• 使用反序列化机制
• 使用父类无参数构造器

在上面两种方式中,反序列化机制优先采用第一种机制.如果某个父类既不可序列化,则不能使用第一种机制;又没有提供无参数构造器,则不可采用第二种机制,反序列化该子类实例将抛出异常.