（每日持续更新）jdk api之FileDescriptor基础、应用、实战

博主18年的互联网软件开发经验，从一名程序员小白逐步成为了一名架构师，我想通过平台将经验分享给大家，因此博主每天会在各个大牛网站点赞量超高的博客等寻找该技术栈的资料结合自己的经验，晚上进行用心精简、整理、总结、定稿，每天都会整理到12点，为了就是能让大家能够真正了解该技术栈的真正原理，最终从程序员成为一名真正的架构师，写的不一定是全站做好的，但是是全站最用心的~。

以后我会推出一些列的文章，每天都会更新，每天进步一点点，发布顺序【java的api基础、应用、实战】->【java开源技术栈及源码分析】->【java开源技术栈整合】->【java低代码开发平台的建设】

一、java.io

1.18 FileDescriptor

FileDescriptor 类是一个抽象类，代表了与平台无关的文件描述符。它主要用于在Java程序中表示底层文件或其他I/O资源的句柄。以下是关于 FileDescriptor 类的主要信息：

FileDescriptor 类介绍：

• 包路径： java.io

FileDescriptor 类所有字段：

FileDescriptor 类没有公共字段。

FileDescriptor 类构造方法：

• FileDescriptor()：

  • 无参构造方法，用于创建一个新的 FileDescriptor 实例。

FileDescriptor 类方法摘要：

以下是 FileDescriptor 类中一些主要的方法：

1. 获取标准文件描述符：

   • static FileDescriptor in： 标准输入流的文件描述符。

   • static FileDescriptor out： 标准输出流的文件描述符。

   • static FileDescriptor err： 标准错误流的文件描述符。

2. 文件描述符的有效性检查：

   • boolean valid()： 检查文件描述符是否有效。

   • void sync()： 将文件描述符的数据同步到存储设备中。

3. 文件描述符的创建：

   • static FileDescriptor from(int fd)： 根据给定的整数文件描述符创建一个新的 FileDescriptor 实例。

简单使用例子：

以下是一个简单的例子，演示了如何使用 FileDescriptor 打开和关闭系统的标准输出流：

javaCopy code
import java.io.FileDescriptor;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
?
public class FileDescriptorExample {
?
 ? ?public static void main(String[] args) {
 ? ? ? ?try {
 ? ? ? ? ? ?// 使用 FileDescriptor 获取标准输出流的文件描述符
 ? ? ? ? ? ?FileDescriptor outDescriptor = FileDescriptor.out;
?
 ? ? ? ? ? ?// 使用文件描述符创建文件输出流
 ? ? ? ? ? ?FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(outDescriptor);
?
 ? ? ? ? ? ?// 写入数据到标准输出流
 ? ? ? ? ? ?fileOutputStream.write("Hello, FileDescriptor!".getBytes());
?
 ? ? ? ? ? ?// 刷新并关闭输出流
 ? ? ? ? ? ?fileOutputStream.flush();
 ? ? ? ? ? ?fileOutputStream.close();
 ? ? ?  } catch (IOException e) {
 ? ? ? ? ? ?e.printStackTrace();
 ? ? ?  }
 ?  }
}

在这个例子中，我们使用 FileDescriptor.out 获取标准输出流的文件描述符，然后使用这个文件描述符创建了一个 FileOutputStream 对象。接着，我们向输出流写入数据，并最后刷新和关闭输出流。请注意，这个例子主要是为了演示 FileDescriptor 的使用，并不是一种通常的文件操作方式，因为通常我们直接使用高级的I/O类，而不直接使用文件描述符。

应用场景

FileDescriptor 类主要用于底层 I/O 操作，而且在通常情况下，直接使用高级的 I/O 类（如 FileInputStream、FileOutputStream）更为常见。然而，有一些场景下可能会用到 FileDescriptor，主要涉及以下几个方面的应用场景：

1. 底层文件描述符操作：

   • 当需要进行底层文件描述符的操作时，可以使用 FileDescriptor。例如，通过 FileDescriptor 对象可以获取标准输入、标准输出、标准错误流的文件描述符，以及创建一个具有指定文件描述符的 FileInputStream 或 FileOutputStream。

2. 文件描述符的传递：

   • 在一些特殊的场景下，可能需要在不同的进程之间传递文件描述符。这在涉及到进程间通信的情况下可能会用到，例如在 UNIX 系统中的进程间通信机制。

3. 文件描述符的同步：

   • 使用 sync() 方法可以将文件描述符的数据同步到存储设备中。这在确保数据写入磁盘的场景下可能会用到，虽然在一般情况下，应用程序不需要显式调用 sync()，因为高级的 I/O 操作通常会自动处理同步。

4. 底层文件系统操作：

   • 一些底层的文件系统操作，特别是在需要直接控制文件描述符的情况下，可能会用到 FileDescriptor。例如，可以使用 FileDescriptor 打开、关闭、操作文件。

5. JNI（Java Native Interface）调用：

   • 在使用 JNI 调用本地方法的情况下，可能需要将文件描述符传递给本地方法。FileDescriptor 类可以用于在 Java 代码和本地代码之间传递文件描述符。

虽然 FileDescriptor 可以在一些底层的场景中使用，但在一般的应用程序中，通常不需要直接使用它，而是使用更高级的 I/O 类。直接使用高级的 I/O 类会更简便、安全，并且更符合 Java 编程的最佳实践。

实战例子

实战例子中，我们将使用 FileDescriptor 打开一个文件，然后使用底层文件描述符进行读写操作。请注意，这是一个较为底层的操作，一般情况下更推荐使用高级的 I/O 类。

javaCopy code
import java.io.File;
import java.io.FileDescriptor;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
?
public class FileDescriptorExample {
?
 ?  public static void main(String[] args) {
 ? ? ?  // 指定文件路径
 ? ? ?  String filePath = "example.txt";
?
 ? ? ?  // 写入数据到文件
 ? ? ?  writeFile(filePath, "Hello, FileDescriptor!");
?
 ? ? ?  // 读取文件内容
 ? ? ?  String content = readFile(filePath);
 ? ? ?  System.out.println("File content: " + content);
 ?  }
?
 ?  private static void writeFile(String filePath, String data) {
 ? ? ?  try (FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(filePath)) {
 ? ? ? ? ?  // 获取文件描述符
 ? ? ? ? ?  FileDescriptor fileDescriptor = fileOutputStream.getFD();
?
 ? ? ? ? ?  // 写入数据到文件
 ? ? ? ? ?  fileOutputStream.write(data.getBytes());
?
 ? ? ? ? ?  // 刷新并关闭输出流
 ? ? ? ? ?  fileOutputStream.flush();
 ? ? ? ? ?  fileOutputStream.close();
?
 ? ? ? ? ?  // 同步文件描述符到磁盘
 ? ? ? ? ?  fileDescriptor.sync();
 ? ? ?  } catch (IOException e) {
 ? ? ? ? ?  e.printStackTrace();
 ? ? ?  }
 ?  }
?
 ?  private static String readFile(String filePath) {
 ? ? ?  StringBuilder content = new StringBuilder();
?
 ? ? ?  try (FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(filePath)) {
 ? ? ? ? ?  // 获取文件描述符
 ? ? ? ? ?  FileDescriptor fileDescriptor = fileInputStream.getFD();
?
 ? ? ? ? ?  // 读取文件内容
 ? ? ? ? ?  int byteData;
 ? ? ? ? ?  while ((byteData = fileInputStream.read()) != -1) {
 ? ? ? ? ? ? ?  content.append((char) byteData);
 ? ? ? ? ?  }
?
 ? ? ? ? ?  // 同步文件描述符到磁盘
 ? ? ? ? ?  fileDescriptor.sync();
 ? ? ?  } catch (IOException e) {
 ? ? ? ? ?  e.printStackTrace();
 ? ? ?  }
?
 ? ? ?  return content.toString();
 ?  }
}

在这个例子中，我们通过 FileOutputStream 和 FileInputStream 获取文件描述符，然后分别使用文件描述符进行写和读操作。在写操作中，我们在写入数据后调用 sync() 方法将数据同步到磁盘。在读操作中，同样在读取数据后调用 sync() 方法将数据同步到磁盘。这是一个演示 FileDescriptor 使用的简单例子，但在实际开发中，我们更倾向于使用高级的 I/O 类，以及 try-with-resources 语句来自动关闭资源。