FileDescriptor介绍及使用

FileDescriptor 介绍

FileDescriptor 是“文件描述符”。
FileDescriptor 可以被用来表示开放文件、开放套接字等。
以FileDescriptor表示文件来说：当FileDescriptor表示某文件时，我们可以通俗的将FileDescriptor看成是该文件。但是，我们不能直接通过FileDescriptor对该文件进行操作；若需要通过FileDescriptor对该文件进行操作，则需要新创建FileDescriptor对应的FileOutputStream，再对文件进行操作。

in, out, err介绍

(01) in -- 标准输入(键盘)的描述符 (02) out -- 标准输出(屏幕)的描述符 (03) err -- 标准错误输出(屏幕)的描述符 它们3个的原理和用法都类似，下面我们通过out来进行深入研究。

 

out 的作用和原理

out是标准输出(屏幕)的描述符。但是它有什么作用呢？
我们可以通俗理解，out就代表了标准输出(屏幕)。若我们要输出信息到屏幕上，即可通过out来进行操作；但是，out又没有提供输出信息到屏幕的接口(因为out本质是FileDescriptor对象，而FileDescriptor没有输出接口)。怎么办呢？
很简单，我们创建out对应的“输出流对象”，然后通过“输出流”的write()等输出接口就可以将信息输出到屏幕上。如下代码：

try { FileOutputStream out = new FileOutputStream(FileDescriptor.out); out.write('A'); out.close(); } catch (IOException e) { } 执行上面的程序，会在屏幕上输出字母'A'。

为了方便我们操作，java早已为我们封装好了“能方便的在屏幕上输出信息的接口”：通过System.out，我们能方便的输出信息到屏幕上。
因此，我们可以等价的将上面的程序转换为如下代码：
System.out.print('A');

 

下面讲讲上面两段代码的原理
查看看out的定义。它的定义在FileDescriptor.java中，相关源码如下：

public final class FileDescriptor { private int fd; public static final FileDescriptor out = new FileDescriptor(1); private FileDescriptor(int fd) { this.fd = fd; useCount = new AtomicInteger(); } ... } 从中，可以看出
(01) out就是一个FileDescriptor对象。它是通过构造函数FileDescriptor(int fd)创建的。
(02) FileDescriptor(int fd)的操作：就是给fd对象(int类型)赋值，并新建一个使用计数变量useCount。
fd对象是非常重要的一个变量，“fd=1”就代表了“标准输出”，“fd=0”就代表了“标准输入”，“fd=2”就代表了“标准错误输出”。

FileOutputStream out = new FileOutputStream(FileDescriptor.out); 就是利用构造函数FileOutputStream(FileDescriptor fdObj)来创建“Filed.out对应的FileOutputStream对象”。

关于System.out是如何定义的。可以参考" 深入了解System.out.println("hello world"); "
TODO

通过上面的学习，我们知道，我们可以自定义标准的文件描述符[即，in(标准输入),out(标准输出),err(标准错误输出)]的流，从而完成输入/输出功能；但是，java已经为我们封装好了相应的接口，即我们可以更方便的System.in, System.out, System.err去使用它们。
另外，我们也可以自定义“文件”、“Socket”等的文件描述符，进而对它们进行操作。参考下面示例代码中的testWrite(), testRead()等接口。

 

实例代码：

import java.io.FileDescriptor;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintStream;

public class FileDescri {
  private static final String fileName = "file.txt";
  private static final String outText = "Hi FileDescriptor";
  
      public static void main(String[] args) {
        
          testWrite();
          testRead();
          testStandFD();
    }
      /**       
       *  FileDescriptor.out 的测试程序          
       *  该程序的效果 等价于 System.out.println(OutText);      
       */ 
      private static void testStandFD(){
          //创建FileDescriptor.out对于的PrintStream
          PrintStream stream = new PrintStream(new FileOutputStream(FileDescriptor.out));
          //在屏幕上输出Hi FileDescriptor
          stream.println(outText);
          stream.close();
      }
      
        /**      
         *FileDescriptor读取示例程序       
         * 为了说明，"通过文件名创建FileInputStream"与“通过文件描述符创建
         * FileInputStream”对象是等效的      
         */ 
      private static void testRead(){
          try {
            FileInputStream in = new FileInputStream(fileName);
              FileDescriptor descriptor = in.getFD();
              FileInputStream stream = new FileInputStream(descriptor);
              
              System.out.println("in.read():"+(char)in.read());
              System.out.println("stream.read():"+(char)stream.read());
              
              if(descriptor != null){                                       System.out.printf("fdout(%s) is %s\n",descriptor,descriptor.valid());
                  in.close();
                  stream.close();
              }
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
      }

        /**     
         *FileDescriptor写入示例程序      
         *(01) 为了说明，"通过文件名创建FileOutputStream"与“通过文件描述符
         *创建FileOutputStream”对象是等效的       
         * (02) 该程序会在“该源文件”所在目录新建文件"file.txt"，并且文件内容是"Aa"。      
         */ 
      private static void testWrite(){
          FileDescriptor descriptor = null;
        try {
            
            FileOutputStream stream = new FileOutputStream(fileName);
              descriptor = stream.getFD();
              FileOutputStream stream2 = new FileOutputStream(descriptor);
              
              stream.write('A');
              stream2.write('a');
              if(descriptor != null){
                  System.out.printf("fdout(%s) is %s\n",descriptor,descriptor.valid());
                  stream.close();
                  stream2.close();
                  
              }
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
          
         
      }
}