java io系列09之 FileDescriptor总结

本文摘抄至：skywang12345

摘要：介绍了 FileDescriptor 的作用 可以等同于 Java封装的 System.***,。 可以把内容打印到屏幕（控制台）

本章对FileDescriptor进行介绍

FileDescriptor 介绍

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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 :

1. out就是一个FileDescriptor对象。它是通过构造函数FileDescriptor(int fd)创建的。
2. 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”。

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

示例代码

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源码如下(FileDescriptorTest.java)：

public class FileDescriptorTest {    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 对应的PrintStream        PrintStream out = new PrintStream(                new FileOutputStream(FileDescriptor.out));        // 在屏幕上输出“Hi FileDescriptor”        out.println(OutText);        out.close();    }    /**     * 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() {         try {             // 新建文件“file.txt”对应的FileOutputStream对象            FileOutputStream out1 = new FileOutputStream(FileName) ;            // 获取文件“file.txt”对应的“文件描述符”            FileDescriptor fdout = out1.getFD() ;             // 根据“文件描述符”创建“FileOutputStream”对象            FileOutputStream out2 = new  FileOutputStream(fdout) ;            // 通过out1向“file.txt”中写入'A'            out1.write('A');             // 通过out2向“file.txt”中写入'a'             out2.write('a');              if(fdout != null){                 System.out.printf("fdout(%s) is %s\n",fdout, fdout.valid());             }             out1.close();             out2.close();        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();        }     }     /**      * 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 {             // 新建文件“file.txt”对应的FileInputStream对象            FileInputStream in1 = new  FileInputStream(FileName) ;             // 获取文件“file.txt”对应的“文件描述符”            FileDescriptor fdin = in1.getFD() ;             // 根据“文件描述符”创建“FileInputStream”对象            FileInputStream in2 = new  FileInputStream(fdin) ;            System.out.println("in1.read():"+(char)in1.read());            System.out.println("in2.read():"+(char)in2.read());            if(fdin != null)                 System.out.printf("fdin(%s) is %s\n", fdin, fdin.valid());            in1.close();            in2.close();        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();        }     }}

运行结果：

fdout(java.io.FileDescriptor@4aa298b7) is true
in1.read():A
in2.read():a
fdin(java.io.FileDescriptor@7d4991ad) is true
Hi FileDescriptor