Java 学习之路之 Java 7的NIO.2（七十一）

本文主要是介绍Java 学习之路之 Java 7的NIO.2（七十一），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

Java 7 对原有的 NIO 进行了重大改进，改进主要包括如下两方面的内容。

提供了全面的文件 IO 和文件系统访问支持。

基于异步 Channel 的 IO。

第一个改进表现为 Java 7 新增的 java.nio.file 包及各个子包；第二个改进表现为 Java 7 在 java.nio.channels 包下增加了多个以 Asynchronous 开头的 Channel 接口和类。Java 7 把这种改进称为 NIO.2。

1，Path、Paths 和 Files 核心 API

早期的 Java 只提供了一个 File 类来访问文件系统，但 File 类的功能比较有限，它不能利用特定文件系统的特性，File 所提供的方法的性能也不高。而且，其大多数方法在出错时仅返回失败，并不会提供异常信息。

NIO.2 为了弥补这种不足，引入了一个 Path 接口，Path 接口代表一个平台无关的平台路径。除此之外，NIO.2 还提供了 Files、Paths 两个工具类，其中 Files 包含了大量静态的工具方法来操作文件；Paths 则包含了两个返回 Path 的静态工厂方法。

Files 和 Paths 两个工具类非常符合 Java 一贯的命名风格，比如前面介绍的操作数据的工具类为 Arrays，操作集合的工具类为 Collections，这种一致的命名风格可以让杜泽快速了解这些工具类的用途。

下面程序简单示范了 Path 接口的功能和用法。

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的跟路径："+ 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);}
}

从上面程序可以看出，Paths 提供了 get(String first, String... more) 方法来获取 Path 对象，Paths 会将给定的多个字符串连缀成路径，比如 Paths.get("g:", "publish", "codes") 就返回 g:\publish\codes 路径。

上面程序中第 8,9,11,15,18,21 行代码简单示范了 Path 接口的常用方法，读者可能对 getNameCount() 方法感到有点困惑，在此简要说明一下：它会返回 Path 路径所包含的路径名的数量，例如 g:\publish\codes 调用该方法就会返回 3。

Files 类是一个操作文件的工具类，它提供了大量的工具方法，下面程序简单示范了 Files 类的用法。

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"));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());}
}

上面程序中简单示范了 Files 工具类的用法。从上面程序不难看出，Files 类时一个高度封装的工具类，它提供了大量的工具方法来完成文件复制、读取文件内容、写入文件内容等功能——这些原本需要程序员通过 IO 操作才能完成的功能，现在 Files 类只要一个工具方法即可。

读者应该熟练掌握 Files 工具类的用法，它所包含的工具方法可以大大地简化文件 IO。

2，使用 FileVisitor 遍历文件和目录

在以前的 Java 版本中，如果程序要遍历指定目录下的所有文件和子目录，则只能使用递归进行遍历，但这种方式不仅复杂，而且灵活性也不高。

有了 Files 工具类的帮助，现在可以用更优雅的方式来遍历文件和子目录。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)：与上一个方法的功能类似。该方法最多遍历 maxDepth 深度的文件。

上面两个方法都需要 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, IOExccption exc)：访问子目录之后触发该方法。

FileVisitResult preⅥsitDirectory(T dir, BasircFileAttributes 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 文件失败时触发该方法。

上面 4 个方法都返回一个 FiieVisitResult 对象，它是一个枚举类，代表了访问之后的后续行为。FileVisitResult 定义了如下几种后续行为。

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，但不访问该文件或目录的兄弟文件或目录。

SKIP_SUBTREE：代表 “继续访问” 的后续行为，但不访问该文件或目录的子目录树。

TERMINATE：代表 “中止访问” 的后续行为。

实际编程时没必要为 FileVisitor 的 4 个方法都提供实现，可以通过继承 SimpleFileⅥsitor（FiIeVisitor 的实现类）来实现自己的 “文件访问器”，这样就根据需要、选择性地重写指定方法了。

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@Overridepublic 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@Overridepublic FileVisitResult preVisitDirectory(Path dir, BasicFileAttributes attrs) throws IOException{System.out.println("正在访问：" + dir + " 路径");return FileVisitResult.CONTINUE;}});}
}

上面程序中使用了 Files 工具类的 walkFileTree() 方法来遍历 g:\publish\codes\15 目录下的所有文件和子目录，如果找到的文件以 “FileVisitor.java” 结尾，则程序停止遍历——这就实现了对指定目录进行搜索，直到找到指定文件为止。

3，使用 WatchService 监控文件变化

在以前的 Java 版本中，如果程序需要监控文件的变化，则可以考虑启动一条后台线程，这条后台线程每隔一段时间去 “遍历” 一次指定目录的文件，如果发现此次遍历结果与上次遍历结果不同，则认为文件发生了变化。但这种方式不仅十分烦琐，而且性能也不好。

NIO.2 的 Path 类提供了如下一个方法来监听文件系统的变化。

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() 方法完成注册之后，接下来就可调用 WatchService 的如下 3 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；如果程序只需要监控指定时间，则可考虑使用 poll() 方法。下面程序示范了使用 WatchService 来监控 C：盘根路径下文件的变化。

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();    //①for (WatchEvent<?> event : key.pollEvents()) {System.out.println(event.context() +" 文件发生了 "+ event.kind()+ "事件！");}// 重设WatchKeyboolean valid = key.reset();// 如果重设失败，退出监听if (!valid) {break;}}}
}

上面程序使用了一个死循环重复获取 C: 盘根路径下文件的变化，程序在①号代码处试图获取下一个 WatchKey，如果没有发生就等待。因此 C: 盘根路径下每次文件的变化都会被该程序监听到。

运行该程序，然后在 C: 盘下新建一个文件，再删除该文件，将看到如图 15.22 所示的输出。

从图 15.22 不难看出，通过使用 WatchService 可以非常优雅地监控指定目录下文件的变化，至于文件发生变化后，程序应该进行哪些处理，这就取决于程序的业务需要了。

4，访问文件属性

早期的 Java 提供的 File 类可以访问一些简单的文件属性，比如文件大小、修改时间、文件是否隐藏、是文件还是目录等。如果程序需要获取或修改更多的文件属性，则必须利用运行所在平台的特定代码来实现，这是一件非常困难的事情。

Java 7 的 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，开发者可以非常简单地读取、修改文件属性。这些工具类主要分为如下两类。

XxxAttributeView：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，下面简单介绍一下这些 XxxAttributeView。

AcIFileAttributeⅥew：通过 AcIFileAttributeView，开发者可以为特定文件设置 ACL（Access Control List）及文件所有者属性。它的 getAcl() 方法返回 List<AcIEntry> 对象，该返回值代表了该文件的权限集。通过 setAcI(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，比如文件是否只读、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 对象来完成的。

FileOwnerAttributeVlew：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；也可调用 setOwner(UserPrincipal owner) 方法来改变文件的所有者。

PosixFileAttributeView：它主要用于获取或修改 POSIX（Portable Operating 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（就是 UNIX 的 chmod 命令负责干的事情）。这个 View 只在 UNIX、Linux 等系统上有用。

UserDefinedFileAttributeView：它可以让开发者为文件设置一些自定义属性。

下面程序示范了如何读取、修改文件的属性。

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BasicFileAttributeViewBasicFileAttributeView basicView = Files.getFileAttributeView(testPath , BasicFileAttributeView.class);// 获取访问基本属性的BasicFileAttributesBasicFileAttributes 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FileOwnerAttributeViewFileOwnerAttributeView 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FileOwnerAttributeViewUserDefinedFileAttributeView userView = Files.getFileAttributeView(testPath, UserDefinedFileAttributeView.class);List<String> attrNames = userView.list();// 遍历所有的自定义属性for (String 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("疯狂Java联盟"));// 获取访问DOS属性的DosFileAttributeViewDosFileAttributeView dosView = Files.getFileAttributeView(testPath, DosFileAttributeView.class);// 将文件设置隐藏、只读dosView.setHidden(true);dosView.setReadOnly(true);}
}

上面程序中分别访问了 4 种不同类型的文件属性，关于读取、修改文件属性的说明，程序中的代码已有详细说明，因此不再过多地解释。第二次运行该程序（记住第一次运行后

AttributeViewTest.java 文件变成隐藏、只读文件，因此第二次运行之前一定要先取消只读属性），将看到如图 15.23 所示的输出。