1. 简介
EOF(文件结束)是指我们在读取文件时到达文件末尾的情况；了解EOF检测至关重要，因为在某些应用程序中，我们可能需要读取配置文件、处理数据或验证文件。在Java中，我们可以通过多种方式检测EOF。
在本教程中，我们将探讨Java中几种EOF检测方法。
2. 示例设置
但是，在继续之前，让我们首先创建一个包含虚拟数据的示例文本文件以供测试：
@Test
@Order(0)
public void prepareFileForTest() {
File file = new File(pathToFile);
if (!file.exists()) {
try {
file.createNewFile();
FileWriter writer = new FileWriter(file);
writer.write(LOREM_IPSUM);
writer.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
此方法必须先于其他方法运行，因为它确保测试文件的存在。因此，我们添加了@Order(0)注解。
3. 使用FileInputStream检测EOF
在第一种方法中，我们将使用FileInputStream，它是InputStream的子类。
有一个read()方法，其工作方式是逐字节读取数据，以便当到达EOF时产生-1的值。
让我们读取测试文件到文件末尾并将数据存储在ByteArrayOutputStream对象中：
String readWithFileInputStream(String pathFile) throws IOException {
try (FileInputStream fis = new FileInputStream(pathFile);
ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream()) {
int data;
while ((data = fis.read()) != -1) {
baos.write(data);
}
return baos.toString();
}
}
现在让我们创建一个单元测试并确保测试通过：
@Test
@Order(1)
public void givenDummyText_whenReadWithFileInputStream_thenReturnText() {
try {
String actualText = eofDetection.readWithFileInputStream(pathToFile);
assertEquals(LOREM_IPSUM, actualText);
} catch (IOException e) {
fail(e.getMessage());
}
}
FileInputStream的优势在于效率-它非常快；不幸的是，它没有逐行读取文本的方法，因此在读取文本文件的情况下，我们必须将字节转换为字符。
因此，此方法适合读取二进制数据，并提供了逐字节处理的灵活性。但是，如果我们想以结构化格式读取文本数据，则需要更多的数据转换代码。
4. 使用BufferedReader检测EOF
BufferedReader是java.io包中的一个类，用于从输入流中读取文本。BufferedReader的工作方式是将数据缓冲或临时存储在内存中。
在BufferedReader中，有一个readline()方法，它逐行读取文件，如果到达EOF则返回一个空值：
String readWithBufferedReader(String pathFile) throws IOException {
try (FileInputStream fis = new FileInputStream(pathFile);
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis);
BufferedReader reader = new BufferedReader(isr)) {
StringBuilder actualContent = new StringBuilder();
String line;
while ((line = reader.readLine()) != null) {
actualContent.append(line);
}
return actualContent.toString();
}
}
这里，文件的内容由readLine()方法逐行读取。然后，将结果存储在actualContent变量中，直到它产生一个表示EOF的空值。
接下来我们来做一个测试，保证结果的准确性：
@Test
@Order(2)
public void givenDummyText_whenReadWithBufferedReader_thenReturnText() {
try {
String actualText = eofDetection.readWithBufferedReader(pathToFile);
assertEquals(LOREM_IPSUM, actualText);
} catch (IOException e) {
fail(e.getMessage());
}
}
由于我们有一个readLine()方法，因此该技术非常适合读取CSV等结构化格式的文本数据。但是，它不适合读取二进制数据。
5. 使用Scanner检测EOF
Scanner是java.util包中的一个类，可用于读取各种类型的数据输入，例如文本、整数等。
Scanner提供了一个hasNext()方法来读取文件的全部内容，直到产生一个false值，表示EOF：
String readWithScanner(String pathFile) throws IOException{
StringBuilder actualContent = new StringBuilder();
File file = new File(pathFile);
Scanner scanner = new Scanner(file);
while (scanner.hasNext()) {
String line = scanner.nextLine();
actualContent.append(line);
}
return actualContent.toString();
}
只要hasNext()的计算结果为true，我们就可以观察Scanner如何读取文件，这意味着我们可以使用nextLine()方法从Scanner中检索字符串值，直到hasNext()的计算结果为false，这表明我们已经到达了EOF。
让我们测试一下以确保该方法正常工作：
@Test
@Order(3)
public void givenDummyText_whenReadWithScanner_thenReturnText() {
try {
String actualText = eofDetection.readWithScanner(pathToFile);
assertEquals(LOREM_IPSUM, actualText);
} catch (IOException e) {
fail(e.getMessage());
}
}
这种方式的优点是灵活，可以轻松读取各种类型的数据，但对于二进制数据来说，这种方式不太理想，性能可能比BufferedReader稍慢，不适合读取二进制数据。
6. 使用FileChannel和ByteBuffer检测EOF
FileChannel和ByteBuffer是Java NIO(新I/O)中的类，是对传统I/O的改进。
FileChannel函数用于处理文件输入和输出操作，而ByteBuffer用于有效地处理字节数组形式的二进制数据。
对于EOF检测，我们将使用这两个类-FileChannel用于读取文件，ByteBuffer用于存储结果。我们使用的方法是读取缓冲区，直到它返回值-1，这表示文件结束(EOF)：
String readFileWithFileChannelAndByteBuffer(String pathFile) throws IOException {
try (FileInputStream fis = new FileInputStream(pathFile);
FileChannel channel = fis.getChannel()) {
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate((int) channel.size());
while (channel.read(buffer) != -1) {
buffer.flip();
buffer.clear();
}
return StandardCharsets.UTF_8.decode(buffer).toString();
}
}
这次我们不需要使用StringBuilder，因为我们可以从转换或解码后的ByteBuffer对象中获取读取文件的结果。
让我们再次测试以确保该方法有效：
@Test
@Order(4)
public void givenDummyText_whenReadWithFileChannelAndByteBuffer_thenReturnText() {
try {
String actualText = eofDetection.readFileWithFileChannelAndByteBuffer(pathToFile);
assertEquals(LOREM_IPSUM, actualText);
} catch (IOException e) {
fail(e.getMessage());
}
}
此方法在从文件读取或向文件写入数据时提供高性能，适合随机访问，并支持MappedByteBuffer。然而，它的使用更为复杂，需要细致的缓冲区管理。
它特别适合读取二进制数据和需要随机文件访问的应用程序。
7. FileInputStream、BufferedReader、Scanner、FileChannel和ByteBuffer
下表总结了这四种方法的比较，每种方法都有优点和缺点：
| 特征 | FileInputStream | BufferedReader | Scanner | FileChannel和ByteBuffer |
|---|---|---|---|---|
| 数据类型 | 二进制 | 结构化文本 | 结构化文本 | 二进制 |
| 性能 | 好 | 好 | 好 | 出色 |
| 灵活性 | 高 | 中等 | 高 | 低 |
| 易于使用 | 低 | 高 | 高 | 低 |
8. 总结
在本文中，我们学习了Java中EOF检测的四种方法。
每种方法都有其优点和缺点，正确的选择取决于我们应用程序的具体需求，它是否涉及读取结构化文本数据或二进制数据，以及性能在我们的用例中有多重要。
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