Java IO 進階：RandomAccessFile 隨機讀寫文件詳解

什麼是 RandomAccessFile？

RandomAccessFile 是 Java IO 體系中獨特的存在：它不屬於流體系（不繼承 InputStream/OutputStream），而是直接繼承 Object 並實現 DataInput、DataOutput 接口。其核心優勢在於隨機訪問——可將文件指針移動到任意位置進行讀寫，適合處理固定長度記錄的文件（如數據庫索引、二進制日誌）。

構造方法與模式

mode 參數：

• "r"：只讀模式
• "rw"：讀寫模式（最常用）
• "rws" / "rwd"：同步寫入（元數據/數據同步到磁盤）

核心方法速查

實戰案例：固定長度記錄的存取

假設每條記錄結構：姓名 8 字節（不足補空格）+ 年齡 4 字節 int = 12 字節/條。

public class RandomAccessFileDemo {
    private static final String FILE_PATH = "G:" + File.separator + "JavaTest" + File.separator + "records.dat";
    private static final int RECORD_SIZE = 12; // 8 + 4

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1. 寫入三條記錄
        writeRecords();
        // 2. 隨機讀取第 2 條記錄（索引 1）
        readRecord(1);
        // 3. 修改第 1 條記錄的年齡
        updateAge(0, 25);
        // 4. 驗證修改
        readRecord(0);
    }

    static void writeRecords() throws IOException {
        try (RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(FILE_PATH, "rw")) {
            writeRecord(raf, "liuyan  ", 40);
            writeRecord(raf, "xiaoming", 30);
            writeRecord(raf, "doudou  ", 24);
        }
    }

    static void writeRecord(RandomAccessFile raf, String name, int age) throws IOException {
        raf.writeBytes(name);      // 8 字節
        raf.writeInt(age);         // 4 字節
    }

    static void readRecord(int index) throws IOException {
        try (RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(FILE_PATH, "r")) {
            raf.seek(index * RECORD_SIZE);
            byte[] nameBytes = new byte[8];
            raf.readFully(nameBytes); // 確保讀滿 8 字節
            String name = new String(nameBytes).trim();
            int age = raf.readInt();
            System.out.printf("第 %d 條：姓名=%s，年齡=%d%n", index + 1, name, age);
        }
    }

    static void updateAge(int index, int newAge) throws IOException {
        try (RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(FILE_PATH, "rw")) {
            raf.seek(index * RECORD_SIZE + 8); // 跳過姓名，定位到年齡
            raf.writeInt(newAge);
            System.out.println("已更新第 " + (index + 1) + " 條記錄年齡為 " + newAge);
        }
    }
}

關鍵注意事項

1. 固定長度前提：隨機讀寫要求每條記錄長度固定，否則 seek 計算偏移量會出錯。
2. 字符串處理：writeBytes 只寫低 8 位，中文會截斷。實際項目建議使用 writeChar（2 字節/字符）或預先編碼為定長字節數組（如 UTF-8 定長填充）。
3. readFully vs read：read(byte[]) 可能讀不滿數組，關鍵數據務必用 readFully 保證讀滿。
4. 線程安全：RandomAccessFile 非線程安全，多線程環境需自行加鎖或使用 NIO FileChannel。
5. 關閉資源：務必在 finally 或 try-with-resources 中調用 close()，否則文件鎖可能不釋放。

對比總結