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Inhaltsverzeichnis
Vorwort
1 Java ist auch eine Sprache
2 Sprachbeschreibung
3 Klassen und Objekte
4 Der Umgang mit Zeichenketten
5 Mathematisches
6 Eigene Klassen schreiben
7 Angewandte Objektorientierung
8 Exceptions
9 Die Funktionsbibliothek
10 Threads und nebenläufige Programmierung
11 Raum und Zeit
12 Datenstrukturen und Algorithmen
13 Dateien und Datenströme
14 Die eXtensible Markup Language (XML)
15 Grafische Oberflächen mit Swing
16 Grafikprogrammierung
17 Netzwerkprogrammierung
18 Verteilte Programmierung mit RMI und Web-Services
19 JavaServer Pages und Servlets
20 Applets
21 Midlets und die Java ME
22 Datenbankmanagement mit JDBC
23 Reflection und Annotationen
24 Logging und Monitoring
25 Sicherheitskonzepte
26 Java Native Interface (JNI)
27 Dienstprogramme für die Java-Umgebung
A Die Begleit-DVD
Stichwort
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Java ist auch eine Insel von Christian Ullenboom Programmieren mit der Java Standard Edition Version 6
Java ist auch eine Insel 7., aktualisierte Auflage geb., mit DVD (November 2007) 1.492 S., 49,90 Euro Galileo Computing ISBN 978-3-8362-1146-8 |
| 13 Dateien und Datenströme
|  | 13.1 Datei und Verzeichnis
|  |  | 13.1.1 Dateien und Verzeichnisse mit der Klasse File
|  |  | 13.1.2 Verzeichnis oder Datei? Existiert es?
|  |  | 13.1.3 Verzeichnis- und Dateieigenschaften/-attribute
|  |  | 13.1.4 Wurzelverzeichnis, Laufwerksnamen, Plattenspeicher
|  |  | 13.1.5 Umbenennen und Verzeichnisse anlegen
|  |  | 13.1.6 Verzeichnisse listen und Dateien filtern
|  |  | 13.1.7 Dateien berühren, neue Dateien anlegen, temporäre Dateien
|  |  | 13.1.8 Dateien und Verzeichnisse löschen
|  |  | 13.1.9 Verzeichnisse nach Dateien iterativ durchsuchen
|  |  | 13.1.10 URL- und URI-Objekte aus einem File-Objekt ableiten
|  |  | 13.1.11 Mit Locking Dateien sperren
|  |  | 13.1.12 Sicherheitsprüfung
|  |  | 13.1.13 Mime-Typen mit dem JavaBeans Activation Framework (JAF)
|  |  | 13.1.14 Zugriff auf SMB-Server mit jCIFS
|  | 13.2 Dateien mit wahlfreiem Zugriff
|  |  | 13.2.1 Ein RandomAccessFile zum Lesen und Schreiben öffnen
|  |  | 13.2.2 Aus dem RandomAccessFile lesen
|  |  | 13.2.3 Schreiben mit RandomAccessFile
|  |  | 13.2.4 Die Länge des RandomAccessFile
|  |  | 13.2.5 Hin und her in der Datei
|  |  | 13.2.6 Wahlfreier Zugriff und Pufferung mit Unified I/O
|  | 13.3 Stream-Klassen und Reader/Writer am Beispiel von Dateien
|  |  | 13.3.1 Mit dem FileWriter Texte in Dateien schreiben
|  |  | 13.3.2 Zeichen mit der Klasse FileReader lesen
|  |  | 13.3.3 Kopieren mit FileOutputStream und FileInputStream
|  |  | 13.3.4 Das FileDescriptor-Objekt
|  | 13.4 Basisklassen für die Ein-/Ausgabe
|  |  | 13.4.1 Die abstrakten Basisklassen
|  |  | 13.4.2 Übersicht über Ein-/Ausgabeklassen
|  |  | 13.4.3 Die abstrakte Basisklasse OutputStream
|  |  | 13.4.4 Die Schnittstellen Closeable und Flushable
|  |  | 13.4.5 Ein Datenschlucker
|  |  | 13.4.6 Die abstrakte Basisklasse InputStream
|  |  | 13.4.7 Ressourcen wie Grafiken aus dem Klassenpfad und aus Jar–Archiven laden
|  |  | 13.4.8 Ströme mit SequenceInputStream zusammensetzen
|  |  | 13.4.9 Die abstrakte Basisklasse Writer
|  |  | 13.4.10 Die Schnittstelle Appendable
|  |  | 13.4.11 Die abstrakte Basisklasse Reader
|  | 13.5 Formatierte Textausgaben
|  |  | 13.5.1 Die Klassen PrintWriter und PrintStream
|  |  | 13.5.2 System.out, System.err und System.in
|  |  | 13.5.3 Geschützte Passwort-Eingaben mit der Klasse Console
|  | 13.6 Schreiben und Lesen aus Strings und Byte-Feldern
|  |  | 13.6.1 Mit dem StringWriter ein String-Objekt füllen
|  |  | 13.6.2 CharArrayWriter
|  |  | 13.6.3 StringReader und CharArrayReader
|  |  | 13.6.4 Mit ByteArrayOutputStream in ein Byte-Feld schreiben
|  |  | 13.6.5 Mit ByteArrayInputStream aus einem Byte-Feld lesen
|  | 13.7 Datenströme filtern und verketten
|  |  | 13.7.1 Streams als Filter verketten
|  |  | 13.7.2 Gepufferte Ausgaben mit BufferedWriter und BufferedOutputStream
|  |  | 13.7.3 Gepufferte Eingaben mit BufferedReader und BufferedInputStream
|  |  | 13.7.4 LineNumberReader zählt automatisch Zeilen mit
|  |  | 13.7.5 Daten mit der Klasse PushbackReader zurücklegen
|  |  | 13.7.6 DataOutputStream/DataInputStream
|  |  | 13.7.7 Basisklassen für Filter
|  |  | 13.7.8 Die Basisklasse FilterWriter
|  |  | 13.7.9 Ein LowerCaseWriter
|  |  | 13.7.10 Eingaben mit der Klasse FilterReader filtern
|  | 13.8 Vermittler zwischen Byte-Streams und Unicode-Strömen
|  |  | 13.8.1 Datenkonvertierung durch den OutputStreamWriter
|  |  | 13.8.2 Automatische Konvertierungen mit dem InputStreamReader
|  | 13.9 Kommunikation zwischen Threads mit Pipes
|  |  | 13.9.1 PipedOutputStream und PipedInputStream
|  |  | 13.9.2 PipedWriter und PipedReader
|  | 13.10 Datenkompression
|  |  | 13.10.1 Java-Unterstützung beim Komprimieren und Zusammenpacken
|  |  | 13.10.2 Datenströme komprimieren
|  |  | 13.10.3 Zip-Archive
|  |  | 13.10.4 Jar-Archive
|  | 13.11 Prüfsummen
|  |  | 13.11.1 Die Schnittstelle Checksum
|  |  | 13.11.2 Die Klasse CRC32
|  |  | 13.11.3 Die Adler32-Klasse
|  | 13.12 Persistente Objekte und Serialisierung
|  |  | 13.12.1 Objekte mit der Standard-Serialisierung speichern und lesen
|  |  | 13.12.2 Zwei einfache Anwendungen der Serialisierung
|  |  | 13.12.3 Die Schnittstelle Serializable
|  |  | 13.12.4 Nicht serialisierbare Attribute aussparen
|  |  | 13.12.5 Das Abspeichern selbst in die Hand nehmen
|  |  | 13.12.6 Tiefe Objektkopien
|  |  | 13.12.7 Versionenverwaltung und die SUID
|  |  | 13.12.8 Wie die ArrayList serialisiert
|  |  | 13.12.9 Probleme mit der Serialisierung
|  |  | 13.12.10 Serialisieren in XML-Dateien
|  |  | 13.12.11 JavaBeans Persistence
|  |  | 13.12.12 XStream
|  | 13.13 Tokenizer
|  |  | 13.13.1 StreamTokenizer
|  |  | 13.13.2 CSV-(Comma Separated Values-)Dateien verarbeiten
|  | 13.14 Zum Weiterlesen
## 13.3 Stream-Klassen und Reader/Writer am Beispiel von Dateien Unterschiedliche Klassen zum Lesen und Schreiben von Binär- und Zeichendaten sammelt Java im Paket java.io. Für die byte-orientierte Verarbeitung, etwa von PDF- oder MP3-Dateien, gibt es andere Klassen als für Textdokumente, zum Beispiel HTML. Das ist aus mehreren Gründen sinnvoll: Das Einlesen von Unicode-Dateien ist vereinfacht, und Daten müssen nicht auf festgelegten Zeichensätzen arbeiten, ja, wir bekommen vom Konvertieren von Unicode nach Byte überhaupt nichts mit. Durch ihre Basistypen nennen sich die zeichenorientierten Klassen Reader, Writer und die byte-orientierten Klassen InputStream und OutputStream. #### FileInputStream, FileReader, FileOutputStream, FileWriter Dieses Unterkapitel stellt die vier Klassen zum Lesen und Schreiben aus Dateien vor, und zwar jeweils die zeichen- und byte-orientierten Klassen.
| Bytes (oder Byte-Arrays) | Zeichen (oder Zeichen-Arrays, Strings)
Aus Dateien lesen | FileInputStream | FileReader
In Dateien schreiben | FileOutputStream | FileWriter
Hinweis Lies den ganzen Dateiinhalt in ein Byte-Feld:
    File f = new File( dateiname );
    byte[] buffer = new byte[ (int) f.length() ];
    InputStream in = new FileInputStream( f );
    in.read( buffer );
    in.close();
Sinnvoller als das gesamte Einlesen ist aber im Allgemeinen das Lesen in Blöcken. Eine korrekte Fehlerbehandlung ist immer notwendig!
### 13.3.1 Mit dem FileWriter Texte in Dateien schreiben Der FileWriter ist ein spezieller Writer, der Ausgaben in eine Datei erlaubt. Methoden aus Oberklassen werden nicht überschrieben bzw. implementiert, und so fügt die Klasse nur Konstruktoren hinzu, damit eine Datei geöffnet werden kann. Das folgende Programm erstellt die Datei fileWriter.txt und schreibt eine Textzeile mit Zeilenvorschubzeichen hinein. Listing 13.16 com/tutego/insel/io/stream/FileWriterDemo.java, main()
    Writer fw = null;

    try
    {
      fw = new FileWriter( "fileWriter.txt" );
      fw.write( "Zwei Jäger treffen sich..." );
      fw.append( '\n' );
    }
    catch ( IOException e ) {
      System.err.println( "Konnte Datei nicht erstellen" );
    }

    finally {
      if ( fw != null )
        try { fw.close(); } catch ( IOException e ) { }
    }
Da der Konstruktor und die write()/append()-Methoden eine IOException in dem Fall auslösen, wenn ein Öffnen beziehungsweise Schreiben nicht möglich ist, müssen wir einen try-catch-Block um die Anweisungen setzen oder mit throws den Fehler nach oben weitergeben.
    class java.io.FileWriter
    extends OutputStreamWriter
FileWriter( File file ) throws IOException FileWriter( String filename ) throws IOException FileWriter( File file, boolean append ) throws IOException FileWriter( String filename, boolean append ) throws IOException Erzeugt einen Ausgabestrom und hängt die Daten an eine existierende Datei an, wenn append gleich true ist. Eine weitere Möglichkeit, Daten hinten anzuhängen, bietet die Klasse RandomAccessFile oder FileOutputStream. FileWriter( FileDescriptor fd ) Erzeugt einen Ausgabestrom zum Schreiben in eine Datei. Existiert die Datei bereits, deren Namen wir übergeben, wird die Datei gelöscht. Auf den ersten Blick scheinen der Klasse FileWriter die versprochenen write()-Methoden zu fehlen. Fakt ist aber, dass diese von OutputStreamWriter geerbt werden, und die Klasse erbt und überschreibt wiederum die Methoden aus Writer. Mit den Oberklassen verfügt der FileWriter insgesamt über folgende Methoden, deren Ausnahme IOException hier nicht genannt ist: Writer append( char c ) Writer append( CharSequence csq ) Writer append( CharSequence csq, int start, int end ) void write( int c ) void write( String str ) void write( String str, int off, int len ) void write( char[] cbuf ) void write( char[] cbuf, int off, int len ) void close() void flush() String getEncoding() Bis auf getEncoding() lösen alle verbleibenden Methoden im Fehlerfall eine IOException aus, die als geprüfte Ausnahme behandelt werden muss. Die Methoden stellt das Unterkapitel »Die abstrakte Basisklasse Writer« genauer vor. ### 13.3.2 Zeichen mit der Klasse FileReader lesen Der FileReader liest aus Dateien entweder einzelne Zeichen, Strings oder Zeichenfelder. Wie beim Writer deklariert die Klasse Konstruktoren zur Annahme des Dateinamens. So zeigt folgendes Beispiel eine Anwendung der FileReader-Klasse. Listing 13.17 com/tutego/insel/io/stream/FileReaderDemo.java, main()
    Reader f = null;
    try
    {
      f = new FileReader( "bin/lyrics.txt" );
      for ( int c; ( c = f.read() ) != –1; )
        System.out.print( (char) c );
    }
    catch ( IOException e ) {
      System.err.println( "Error reading file!" );
    }
    finally {
      try { f.close(); } catch ( Exception e ) { }
    }
    class java.io.FileReader
    extends InputStreamReader
public FileReader( String fileName ) throws FileNotFoundException Öffnet die Datei über einen Dateinamen zum Lesen. Falls sie nicht vorhanden ist, löst der Konstruktor eine FileNotFoundException aus. public FileReader( File file ) throws FileNotFoundException Öffnet die Datei zum Lesen über ein File-Objekt. Falls sie nicht verfügbar ist, löst der Konstruktor eine FileNotFoundException aus. public FileReader( FileDescriptor fd ) Nutzt die schon vorhandene offene Datei über ein FileDescriptor-Objekt. Die Methoden zum Lesen stammen aus den Oberklassen InputStreamReader und Reader. Aus InputStreamReader kommen int read(), int read(char[], int, int), close(), getEncoding() und ready(). Da InputStreamReader wiederum Reader erweitert, kommen die Methoden int read(char[]), int read(CharBuffer), mark(int), markSupported(), reset(), skip(long) hinzu. Das Unterkapitel »Die abstrakte Basisklasse Reader« beschreibt die Methoden genauer. ### 13.3.3 Kopieren mit FileOutputStream und FileInputStream Diese Klasse FileOutputStream bietet grundlegende Schreibmethoden, um in Dateien zu schreiben. FileOutputStream implementiert alle nötigen Methoden, die java.io.OutputStream vorschreibt, also etwa write(int), write(byte[]).
    class java.io.FileOutputStream
    extends OutputStream
FileOutputStream( String name ) throws FileNotFoundException Erzeugt einen FileOutputStream mit einem gegebenen Dateinamen. FileOutputStream( File file ) throws FileNotFoundException Erzeugt einen FileOutputStream aus einem File-Objekt. FileOutputStream( String name, boolean append ) throws FileNotFoundException Wie FileOutputStream(name), hängt jedoch bei append=true Daten an. FileOutputStream( File file, boolean append ) throws FileNotFoundException Wie FileOutputStream(file), hängt jedoch bei append=true Daten an. FileOutputStream( FileDescriptor fdObj ) Erzeugt einen FileOutputStream aus einem FileDescriptor-Objekt. Ist der Parameter append nicht mit true belegt, wird der alte Inhalt überschrieben. Die FileNotFoundException wirkt vielleicht etwas komisch, wird aber dann ausgelöst, wenn zum Beispiel die Dateiangabe ein Verzeichnis repräsentiert oder die Datei gelockt ist. FileInputStream ist der Gegenspieler und dient zum Lesen der Binärdaten. Um ein Objekt anzulegen, haben wir die Auswahl zwischen drei Konstruktoren. Sie binden eine Datei (etwa repräsentiert als ein Objekt vom Typ File) an einen Datenstrom.
    class java.io.FileInputStream
    extends InputStream
FileInputStream( String name ) throws FileNotFoundException Erzeugt einen FileInputStream mit einem gegebenen Dateinamen. FileInputStream( File file ) throws FileNotFoundException Erzeugt FileInputStream aus einem File-Objekt. FileInputStream( FileDescriptor fdObj ) Erzeugt FileInputStream aus einem FileDescriptor-Objekt. Der FileInputStream ist ein spezieller InputStream und besitzt daher Methoden wie int read(), int read(byte[]) zum Lesen. Zur Veranschaulichung dient die folgende Grafik. Hier klicken, um das Bild zu vergrößern #### Kopieren von Dateien Als Beispiel für das Zusammenspiel von FileInputStream und FileOutputStream wollen wir ein Datei-Kopierprogramm entwerfen. Es ist einleuchtend, dass wir zunächst die Quelldatei öffnen müssen. Taucht ein Fehler auf, wird dieser zusammen mit allen anderen Fehlern in einer besonderen IOException-Fehlerbehandlung ausgegeben. Wir trennen hier die Fehler nicht besonders. Nach dem Öffnen der Quelle wird eine neue Datei angelegt. Das erledigen wir einfach mit FileOutputStream. Der Methode ist es jedoch relativ gleichgültig, ob es bereits eine Datei dieses Namens gibt, da sie diese gnadenlos überschreibt. Auch darum kümmern wir uns nicht. Wollten wir das berücksichtigen, sollten wir mit Hilfe der File-Klasse die Existenz einer gleichnamigen Datei prüfen. Nach dem Anlegen können wir Byte für Byte auslesen und kopieren. Die Lösung über diesen naiven Weg ist natürlich in puncto Geschwindigkeit erbärmlich. Eine Lösung wäre, einen Dekorator dazwischenzuschalten, den BufferedInputStream. Doch das ist nicht nötig, weil wir einen Puffer mit read(byte[]) selbst füllen können. Da diese Methode die Anzahl tatsächlich gelesener Bytes zurückliefert, schreiben wir diese direkt mittels write() in den Ausgabepuffer. Hier erbringt eine Pufferung über eine Zwischen-Puffer-Klasse keinen Geschwindigkeitsgewinn, da wir ja selbst einen 64-KB-Puffer einrichten. Listing 13.18 cp.java
    package com.tutego.insel.io.stream;

    import java.io.*;

    public class cp
    {
      static void copy( InputStream in, OutputStream out ) throws IOException
      {
        byte[] buffer = new byte[ 0xFFFF ];

        for ( int len; (len = in.read(buffer)) != –1; )
          out.write( buffer, 0, len );
      }

      static void copyFile( String src, String dest )
      {
        FileInputStream  fis = null;
        FileOutputStream fos = null;

        try
        {
          fis = new FileInputStream( src );
          fos = new FileOutputStream( dest );

          copy( fis, fos );
        }
        catch ( IOException e ) {
          e.printStackTrace();
        }
        finally {
          if ( fis != null )
            try { fis.close(); } catch ( IOException e ) { }
          if ( fos != null )
            try { fos.close(); } catch ( IOException e ) { }
        }
      }

      public static void main( String[] args )
      {
        if ( args.length != 2 )
          System.err.println( "Usage: copy <src> <dest>" );
        else
          copyFile( args[0], args[1] );
      }
    }
Der Klassenname ist hier – entgegen üblicher Konventionen – klein und kryptisch geschrieben, um dem Charakter eines Kommandozeilenprogramms zu entsprechen.
Hinweis Apache Commons IO (http://jakarta.apache.org/commons/io/) bietet über die Klasse IOUtils fertige copy()-Funktionen.
### 13.3.4 Das FileDescriptor-Objekt Die Klasse java.io.FileDescriptor repräsentiert eine offene Datei (oder eine Socket-Verbindung) mittels eines Deskriptors. Er lässt sich bei File-Objekten mit getFD() erfragen, aber nicht von Hand gültig aufbauen. [Die Socket-Klasse selbst bietet keine Funktion zum Abfragen eines Deskriptors. Nur Unterklassen von SocketImpl (und DatagramSocketImpl) ist der Zugriff über eine protected-Methode getFileDescriptor() gestattet. ] In der Regel kommt der Entwickler mit keinem FileDescriptor-Objekt in Kontakt. Es gibt allerdings eine Anwendung, in der die Klasse FileDescriptor nützlich ist: Sie bietet eine sync()-Funktion an, die im internen Puffer des Betriebssystems verbleibende Speicherblöcke auf das Gerät schreibt. Damit lässt sich erreichen, dass Daten auch tatsächlich auf dem Datenträger materialisiert werden. Ein flush() gibt nur den Java-Buffer an das Betriebssystem, doch das hat einen eigenen Puffer, auf den flush() keinen Einfluss hat, nur sync().
    FileOutputStream os = new FileOutputStream( ... );
    FileDescriptor   fd = os.getFD();
    fd.sync();
Neben FileInputStream kennen auch FileOutputStream und RandomAccessFile eine Funktion getFD(). Mit einem FileDescriptor kann auch die Arbeit zwischen Stream-Objekten und RandomAccessFile-Objekten koordiniert werden.
    final class java.io.FileDescriptor
void sync() Materialisiert die Daten. sync() kehrt erst dann zurück, wenn die Daten geschrieben wurden. ### Ihr Kommentar Wie hat Ihnen das <openbook> gefallen? Wir freuen uns immer über Ihre freundlichen und kritischen Rückmeldungen.
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