Java中的IO流四

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Java的IO相关内容。

NIO2

文件系统访问

java.nio.file.Path类用来表示一个路径。该类有许多路径相关的方法。

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public static void main(String[] args) throws IOException {
	Path path = Paths.get("/Users/Mark/Project", "Base.java");
   System.out.println(path); // /Users/Mark/Project/Base.java
   System.out.println(path.toAbsolutePath()); // /Users/Mark/Project/Base.java
   System.out.println(path.toRealPath()); // /Users/Mark/Project/Base.java
   System.out.println(path.getFileName()); // Base.java
   System.out.println(path.getNameCount()); // 4
   System.out.println(path.getRoot()); // /
   System.out.println(path.getParent()); // /Users/Mark/Project
   for (int i = 0; i < path.getNameCount(); i++) {
       System.out.println(path.getName(i)); // Users, Mark, Project, Base.java
   }
   //==================================
	path = Paths.get("src/main/java/", "com/mark/nio");
	System.out.println(path); // src/main/java/com/mark/nio
	System.out.println(path.subpath(0, 3)); // src/main/java
	
	System.out.println(path.resolve("test")); // src/main/java/com/mark/nio/test
	System.out.println(path.resolveSibling("io")); // src/main/java/com/mark/io
	
	Path other = Paths.get("src/main/resources"); 
	System.out.println(other.toAbsolutePath());  // /Users/Mark/Project/idea/javademo/src/main/resources
	path = path.relativize(other); 
	System.out.println(path); // ../../../../resources
	System.out.println(path.toAbsolutePath()); // /Users/Mark/Project/idea/javademo/../../../../resources
	System.out.println(path.toAbsolutePath().normalize()); // /Users/resources
}

列出目录的子目录和文件可以使用File.list和File.listFiles方法，NIO2中可以使用java.nio.file.DirectoryStream来进行遍历目录。DirectoryStream接口实现了Closeable和Iterable接口。通过Files.newDirectoryStream方法获得DirectoryStream实例，可以通过DirectoryStream.Filter来过滤。

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Path path = Paths.get("");
DirectoryStream<Path> ds = Files.newDirectoryStream(path, "*.java"); // 只会列出当前目录下的文件和子目录，不会递归列出子目录下的文件和目录
for (Path d : ds) {
  System.out.println(d);
}

如果想递归遍历整个目录，可以使用Files.walkFileTree方法和java.nio.file.FileVisitor接口。FileVisitor接口有四个方法

  • visitFile 正在访问某个文件
  • visitFileFailed 访问某个文件出现错误
  • preVisitDirectory 在访问一个目录中的子目录和文件之前调用
  • postVisitDirectory 在访问一个目录中的子目录和文件之后调用

这四个方法都返回FileVisitResult，这是一个枚举类型，有四个值CONTINUE、TERMINATE、SKIP_SUBTREE 和 SKIP_SIBLINGS。
该接口有一个默认实现SimpleFileVisitor。我们可以继承这个类来实现我们自己的逻辑。

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// 列出当前目录下的所有Java文件
Path start = Paths.get("");
   Files.walkFileTree(start, new SimpleFileVisitor<Path>() {
       @Override
       public FileVisitResult visitFile(Path file, BasicFileAttributes attrs) throws IOException {
           if (file.getFileName().toString().endsWith(".java")) {
               System.out.println(file.toAbsolutePath());
           }
           return FileVisitResult.CONTINUE;
       }

       @Override
       public FileVisitResult preVisitDirectory(Path dir, BasicFileAttributes attrs) throws IOException {
       		// 跳过 .git 和 .idea 目录
           if (".git".equals(dir.getFileName().toString()) || ".idea".equals(dir.getFileName().toString())) {
               return FileVisitResult.SKIP_SUBTREE;
           }
           return FileVisitResult.CONTINUE;
       }

       @Override
       public FileVisitResult visitFileFailed(Path file, IOException exc) throws IOException {
           return super.visitFileFailed(file, exc);
       }

       @Override
       public FileVisitResult postVisitDirectory(Path dir, IOException exc) throws IOException {
           return super.postVisitDirectory(dir, exc);
       }
   });

文件的属性信息由java.nio.file.attribute.BasicFileAttributes、PosixFileAttributes、DosFileAttributes这几个接口定义。可以通过java.nio.file.attribute.BasicFileAttributeView、DosFileAttributeView、PosixFileAttributeView的readAttributes方法来得到。Files类也提供了一系列静态方法来获得文件的属性信息。不同类型的FileAttributes会有不同的方法。

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Path path = Paths.get("pom.xml");
PosixFileAttributeView fav = Files.getFileAttributeView(path, PosixFileAttributeView.class);
PosixFileAttributes attributes = fav.readAttributes();
System.out.println(attributes.group());
System.out.println(attributes.owner());
System.out.println(attributes.permissions());
System.out.println(attributes.creationTime());
System.out.println(attributes.isRegularFile());
System.out.println(attributes.lastAccessTime());
System.out.println(attributes.lastModifiedTime());
System.out.println(attributes.size());

对一个目录进行监视可以通过java.nio.file.WatchService接口来实现，通过将要监视的目录和感兴趣的事件注册到WatchService，事件类StandardWatchEventKinds中定义了一些事件，在事件发生的时候就可以通过WatchKey来获得事件列表。

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Path this_dir = Paths.get("").toAbsolutePath();
   System.out.println("Now watching the current directory " + this_dir.toString());
   try {
       WatchService watcher = this_dir.getFileSystem().newWatchService();
       this_dir.register(watcher, StandardWatchEventKinds.ENTRY_CREATE);

       while (true) {
           WatchKey watchKey = watcher.take();
           List<WatchEvent<?>> events = watchKey.pollEvents();
           for (WatchEvent event : events) {
               Path context = (Path) event.context(); // 返回的是相对于监视目录的相对路径
               context = this_dir.resolve(context); // 转成绝对路径
               System.out.println("Someone just created the file " + context.toString());
               System.out.println(Files.size(context));
           }
           watchKey.reset(); // 不重置的话,之后相同的事件就无法被监视到
       }
   } catch (IOException | InterruptedException e) {
       System.out.println("Error: " + e.toString());
   }

zip/jar文件系统

在Java中可以通过FileSystem和FileSystemProvider这两个抽象类来实现自定义的文件系统。

Java类库中包含两种文件系统，基于操作系统的文件系统和zip/jar文件系统。

例子：将一个文件添加到zip压缩包中

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public static void main(String[] args) throws IOException {
   File testZip = new File("归档.zip");
   File fileToAdd = new File("demo.txt");
   if (testZip.exists() && fileToAdd.exists()) {
       addFile(testZip, fileToAdd);
   }
}

/*
原先的方法：
先创建一个tmp文件,然后将原压缩文件中的数据写入tmp文件,再把要加入的文件数据写入tmp文件
最后删了原压缩文件,并把tmp文件改名为原压缩文件
*/
private static void addFile(File zip, File file) throws IOException {
   File tmp = File.createTempFile(zip.getName(), null);
   int len = -1;
   try (ZipInputStream input = new ZipInputStream(new FileInputStream(zip));
       ZipOutputStream output = new ZipOutputStream(new FileOutputStream(tmp))) {
       ZipEntry entry = input.getNextEntry();
       byte[] buf = new byte[10240];
       while (entry != null) {
           String name = entry.getName();
           if (!file.getName().equals(name)) {
               output.putNextEntry(new ZipEntry(name));
               while ((len = input.read(buf)) != -1) {
                   output.write(buf, 0, len);
               }
               output.closeEntry();
           }
           entry = input.getNextEntry();
       }
       try (FileInputStream newFileInput = new FileInputStream(file)) {
           output.putNextEntry(new ZipEntry(file.getName()));
           System.out.println(newFileInput.available());
           while ((len = newFileInput.read(buf)) != -1) {
               output.write(buf, 0, len);
           }
           output.closeEntry();
       }
       zip.delete();
       tmp.renameTo(zip);
   }
}

// 使用文件系统的方法
private static void addFileToZip(File zip, File file) throws IOException {
   Map<String, String> env = new HashMap<>();
   env.put("create", "true");
   // 这里的URI.create的参数是固定的 jar:+文件的URI
   // jar是jar文件系统的Scheme
   // 在操作压缩文件时,需要通过Paths.get(URI)方法来得到压缩文件
   try (FileSystem fs = FileSystems.newFileSystem(URI.create("jar:" + zip.toURI()), env)) {
       Path path = file.toPath();
       Path pathInZip = fs.getPath("/test/" + file.getName());// 指定压缩文件中的位置,这里是压缩文件中的test文件夹下
       Files.copy(path, pathInZip, StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);
   }
}

异步I/O通道

例子：

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private static void server() throws IOException {
   AsynchronousChannelGroup group = AsynchronousChannelGroup.withFixedThreadPool(10, Executors.defaultThreadFactory());
   AsynchronousServerSocketChannel channel = AsynchronousServerSocketChannel.open(group).bind(new InetSocketAddress(8680));
   channel.accept(null, new CompletionHandler<AsynchronousSocketChannel, Void>() {
       @Override
       public void completed(AsynchronousSocketChannel result, Void attachment) {
       	   channel.accept(null, this);
           try {
               System.out.println(result.getRemoteAddress());
               result.write(ByteBuffer.wrap("hi there!".getBytes(StandardCharsets.UTF_8)));
               result.close();
           } catch (IOException e) {
               e.printStackTrace();
           }
       }

       @Override
       public void failed(Throwable exc, Void attachment) {
           throw new RuntimeException(exc);
       }

   });
}

private static void writeToFile() throws IOException, InterruptedException, ExecutionException {
   AsynchronousFileChannel afc = AsynchronousFileChannel.open(Paths.get("demo.txt"), StandardOpenOption.CREATE, StandardOpenOption.WRITE);
   Future<Integer> future = afc.write(ByteBuffer.wrap("hello world".getBytes()), 0);
   System.out.println(future.get());
}

AsynchronousServerSocketChannel实现了NetworkChannel接口，该接口是是与网络套接字相关的通道，提供了绑定和配置相关的方法。