Java面向对象系列[v1.0.0][NIO.2]

ゞ浴缸里的玫瑰 2023-02-14 15:40 75阅读 0赞

## NIO.2的文件IO和文件系统 ##

Java7之后提供了全面的文件IO和文件系统访问支持，并且还支持异步的Channel

### Path、Paths和Files核心API ###

NIO.2引入了一个Path接口，Path接口代表一个平台无关的平台路径，此外NIO.2还提供了Files和Paths两个工具类，其中Files包含了大量静态的工具类方法来操作文件，Paths则包含了两个返回Path的静态工厂方法

import java.io.*;
    import java.net.*;
    import java.nio.file.*;
    
    public class PathTest
    { 
    	public static void main(String[] args)
    		throws Exception
    	{ 
    		// 以当前路径来创建Path对象
    		Path path = Paths.get(".");
    		System.out.println("path里包含的路径数量："
    			+ path.getNameCount());
    		System.out.println("path的根路径：" + path.getRoot());
    		// 获取path对应的绝对路径。
    		Path absolutePath = path.toAbsolutePath();
    		System.out.println(absolutePath);
    		// 获取绝对路径的根路径
    		System.out.println("absolutePath的根路径："
    			+ absolutePath.getRoot());
    		// 获取绝对路径所包含的路径数量
    		System.out.println("absolutePath里包含的路径数量："
    			+ absolutePath.getNameCount());
    		System.out.println(absolutePath.getName(3));
    		// 以多个String来构建Path对象
    		Path path2 = Paths.get("g:", "publish", "codes");
    		System.out.println(path2);
    	}
    }

import java.nio.file.*;
    import java.nio.charset.*;
    import java.io.*;
    import java.util.*;
    
    public class FilesTest
    { 
    	public static void main(String[] args)
    		throws Exception
    	{ 
    		// 复制文件
    		Files.copy(Paths.get("FilesTest.java"),
    			new FileOutputStream("a.txt"));
    		// 判断FilesTest.java文件是否为隐藏文件
    		System.out.println("FilesTest.java是否为隐藏文件："
    			+ Files.isHidden(Paths.get("FilesTest.java")));
    		// 一次性读取FilesTest.java文件的所有行
    		List<String> lines = Files.readAllLines(Paths
    			.get("FilesTest.java"), Charset.forName("gbk"));
    		System.out.println(lines);
    		// 判断指定文件的大小
    		System.out.println("FilesTest.java的大小为："
    			+ Files.size(Paths.get("FilesTest.java")));
    		List<String> poem = new ArrayList<>();
    		poem.add("水晶潭底银鱼跃");
    		poem.add("清徐风中碧竿横");
    		// 直接将多个字符串内容写入指定文件中
    		Files.write(Paths.get("pome.txt"), poem,
    			Charset.forName("gbk"));
    		// 使用Java 8新增的Stream API列出当前目录下所有文件和子目录
    		Files.list(Paths.get(".")).forEach(path -> System.out.println(path));
    		// 使用Java 8新增的Stream API读取文件内容
    		Files.lines(Paths.get("FilesTest.java"), Charset.forName("gbk"))
    			.forEach(line -> System.out.println(line));
    		FileStore cStore = Files.getFileStore(Paths.get("C:"));
    		// 判断C盘的总空间，可用空间
    		System.out.println("C:共有空间：" + cStore.getTotalSpace());
    		System.out.println("C:可用空间：" + cStore.getUsableSpace());
    	}
    }

### FileVisitor遍历文件和目录 ###

Files类提供了如下两个方法来遍历文件和子目录：

>  *  walkFileTree(Path start, FileVisitor<? super Path> visitor): 遍历start路径下的所有文件和子目录
>  *  walkFileTree(Path start, Set< FileVisitOption > options, int maxDepth, FileVisitor<? super Path>visitor): 该方法跟上一个类似，但最多遍历maxDepth深度的文件

**两个方法都需要FileVisitor参数，FileVisitor代表一个文件访问器，walkFileTree()方法会自动遍历start路径下的所有文件和子目录，遍历文件和子目录都会触发FileVisitor中相应的方法**

FileVisitor中定义了如下4个方法：

*  FileVisitResult postVisitDirectory(T dir, IOException exc):访问子目录之后触发该方法
 *  FileVisitResult preVisitDirectory(T dir, BasicFileAttributes attrs):访问子目录之前触发该方法
 *  FileVisitResult visitFile(T file, BasicFileAttributes attrs):访问file文件时触发该方法
 *  FileVisitResult visitFileFailed(T file, IOException exc):访问file文件失败时候触发该方法

**这4个方法都返回一个FileVisitResult对象，它是一个枚举类，代表访问了之后的后续行为（FileVisitResult）：**

*  CONTINUE: 代表“继续访问”的后续行为
 *  SKIP\_SIBLINGS:代表“继续访问”的后续行为。。。。。。
 *  SKIP\_SUBTREE:代表“继续访问”的后续行为。。。。。。
 *  TERMINATE:代表“中止访问”的后续行为。。。。。。

**实际编程时，可以通过继承SimpleFileVisitor(FileVisitor的实现类)来实现自己的文件访问器**

import java.io.*;
    import java.nio.file.*;
    import java.nio.file.attribute.*;
    
    public class FileVisitorTest
    { 
    	public static void main(String[] args)
    		throws Exception
    	{ 
    		// 遍历g:\publish\codes\15目录下的所有文件和子目录
    		Files.walkFileTree(Paths.get("g:", "publish", "codes", "15"),
    			new SimpleFileVisitor<Path>()
    		{ 
    			// 访问文件时候触发该方法
    			@Override
    			public FileVisitResult visitFile(Path file,
    				BasicFileAttributes attrs) throws IOException
    			{ 
    				System.out.println("正在访问" + file + "文件");
    				// 找到了FileInputStreamTest.java文件
    				if (file.endsWith("FileInputStreamTest.java"))
    				{ 
    					System.out.println("--已经找到目标文件--");
    					return FileVisitResult.TERMINATE;
    				}
    				return FileVisitResult.CONTINUE;
    			}
    			// 开始访问目录时触发该方法
    			@Override
    			public FileVisitResult preVisitDirectory(Path dir,
    				BasicFileAttributes attrs) throws IOException
    			{ 
    				System.out.println("正在访问：" + dir + " 路径");
    				return FileVisitResult.CONTINUE;
    			}
    		});
    	}
    }

### WatchService监控文件变化 ###

之前的实现方式是，启动一个后台线程监控文件，每隔一段时间去遍历一下指定目录的文件，如果发现结果不一样，则判定文件发生了变化，NIO.2的Path类提供了如下方法来监听文件系统的变化

*  register(WatchService watcher, WatchEvent.Kind<?>… events):用watcher监听该path代表的目录下的文件变化，events参数指定要监听哪些类型的事件，在这个方法中，WatchService代表一个文件系统监听服务，它负责监听path代表的目录下的文件变化，一旦使用register()方法完成注册后，接下来就可以调用WatchService的如下三个方法来获取被监听目录的文件变化事件：
    
     *  WatchKey poll():获取下一个WatchKey，如果没有WatchKey发生就立即返回null
     *  WatchKey poll(long timeout, TimeUnit unit):尝试等待timeout时间去获取下一个WatchKey
     *  WatchKey take(): 获取下一个WatchKey，如果没有WatchKey发生就一直等待

如果程序需要一直监控，则应该选择使用take()方法，如果只需要监控指定时间则应该使用poll()方法

import java.io.*;
    import java.nio.file.*;
    import java.nio.file.attribute.*;
    
    public class WatchServiceTest
    { 
    	public static void main(String[] args)
    		throws Exception
    	{ 
    		// 获取文件系统的WatchService对象
    		WatchService watchService = FileSystems.getDefault()
    			.newWatchService();
    		// 为C:盘根路径注册监听
    		Paths.get("C:/").register(watchService,
    			StandardWatchEventKinds.ENTRY_CREATE,
    			StandardWatchEventKinds.ENTRY_MODIFY,
    			StandardWatchEventKinds.ENTRY_DELETE);
    		while (true)
    		{ 
    			// 获取下一个文件改动事件
    			WatchKey key = watchService.take();    // ①
    			for (WatchEvent<?> event : key.pollEvents())
    			{ 
    				System.out.println(event.context() +" 文件发生了 "
    					+ event.kind()+ "事件！");
    			}
    			// 重设WatchKey
    			boolean valid = key.reset();
    			// 如果重设失败，退出监听
    			if (!valid)
    			{ 
    				break;
    			}
    		}
    	}
    }

### 访问文件属性 ###

NIO.2在java.nio.file.attribute包下提供了大量的工具类，通过这些工具类可以很简单的读写文件属性，工具类大致分为两大类：

*  XxxAttribute View:代表某种文件属性的视图
 *  XxxAttributes: 代表某种文件属性的集合，程序一般通过XxxAttributeView对象来获取XxxAttributes

在这些工具类中，FileAttributeView是其他XxxAttributeView的父接口：

*  AclFileAttributeView:通过AclFileAttributeView，开发者可以为特定文件设置ACL(AccessControlList)及文件所有者属性，它的getAcl()方法返回List< AclEntry >对象，该返回值代表了该文件的权限集，通过setAcl(List)方法可以修改该文件的ACL
 *  BasicFileAttributeView:它可以获取或修改文件的基本属性，包括文件的最后修改时间，最后访问时间，创建时间，大小，是否为目录，是否为符号链接等，它的readAttributes()方法返回一个BasicFileAttributes对象，对文件夹基本属性的修改是通过BasicFileAttributes对象完成的
 *  DosFileAttributeView:它主要用于获取或修改文件DOS相关属性，例如文件是否只读，是否隐藏，是否为系统文件，是否是存档文件等，它的readAttributes()方法返回一个DosFileAttributes对象，对这些属性的修改其实是由DosFileAttributes对象来完成
 *  FileOwnerAttributeView:它主要用于获取或修改文件的所有者，它的getOwner()方法返回一个UserPrincipal对象来代表文件所有者，也可以调用setOwner(UserPrincipal owner)方法来改变文件所有者
 *  PosixFileAttributeView:它主要用于获取或修改POSIX(Portable Operatiing System Interface of INIX)属性，它的readAttributes()方法返回一个PosixFileAttributes对象，该对象可用于获取或修改文件的所有者、组所有者、访问权限信息也就是chmod干的事，这个View只在Unix、Linux等系统上有用
 *  UserDefinedFileAttributeView:用于设置自定义属性

import java.io.*;
    import java.util.*;
    import java.nio.file.*;
    import java.nio.*;
    import java.nio.charset.*;
    import java.nio.file.attribute.*;
    
    public class AttributeViewTest
    { 
    	public static void main(String[] args)
    		throws Exception
    	{ 
    		// 获取将要操作的文件
    		Path testPath = Paths.get("AttributeViewTest.java");
    		// 获取访问基本属性的BasicFileAttributeView
    		BasicFileAttributeView basicView = Files.getFileAttributeView(
    			testPath, BasicFileAttributeView.class);
    		// 获取访问基本属性的BasicFileAttributes
    		BasicFileAttributes basicAttribs = basicView.readAttributes();
    		// 访问文件的基本属性
    		System.out.println("创建时间：" + new Date(basicAttribs
    			.creationTime().toMillis()));
    		System.out.println("最后访问时间：" + new Date(basicAttribs
    			.lastAccessTime().toMillis()));
    		System.out.println("最后修改时间：" + new Date(basicAttribs
    			.lastModifiedTime().toMillis()));
    		System.out.println("文件大小：" + basicAttribs.size());
    		// 获取访问文件属主信息的FileOwnerAttributeView
    		FileOwnerAttributeView ownerView = Files.getFileAttributeView(
    			testPath, FileOwnerAttributeView.class);
    		// 获取该文件所属的用户
    		System.out.println(ownerView.getOwner());
    		// 获取系统中guest对应的用户
    		UserPrincipal user = FileSystems.getDefault()
    			.getUserPrincipalLookupService()
    			.lookupPrincipalByName("guest");
    		// 修改用户
    		ownerView.setOwner(user);
    		// 获取访问自定义属性的FileOwnerAttributeView
    		UserDefinedFileAttributeView userView = Files.getFileAttributeView(
    			testPath, UserDefinedFileAttributeView.class);
    		List<String> attrNames = userView.list();
    		// 遍历所有的自定义属性
    		for (var name : attrNames)
    		{ 
    			ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(userView.size(name));
    			userView.read(name, buf);
    			buf.flip();
    			String value = Charset.defaultCharset().decode(buf).toString();
    			System.out.println(name + "--->" + value);
    		}
    		// 添加一个自定义属性
    		userView.write("发行者", Charset.defaultCharset()
    			.encode("一块大洋"));
    		// 获取访问DOS属性的DosFileAttributeView
    		DosFileAttributeView dosView = Files.getFileAttributeView(testPath,
    			DosFileAttributeView.class);
    		// 将文件设置隐藏、只读
    		dosView.setHidden(true);
    		dosView.setReadOnly(true);
    	}
    }