Java NIO Path接口和Files類配合操作文件的示例分析

這篇文章將為大家詳細講解有關Java NIO Path接口和Files類配合操作文件的示例分析，小編覺得挺實用的，因此分享給大家做個參考，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲。

Path接口

1、Path表示的是一個目錄名序列，其后還可以跟著一個文件名，路徑中第一個部件是根部件時就是絕對路徑，例如 / 或 C:\ ，而允許訪問的根部件取決于文件系統；

2、以根部件開始的路徑是絕對路徑，否則就是相對路徑；

3、靜態的Paths.get方法接受一個或多個字符串，字符串之間自動使用默認文件系統的路徑分隔符連接起來（Unix是 /，Windows是 \ ），這就解決了跨平臺的問題，接著解析連接起來的結果，如果不是合法路徑就拋出InvalidPathException異常，否則就返回一個Path對象；

//假設是Unix的文件系統
 Path absolute = Paths.get("/home", "cat"); //絕對路徑
 
 Path relative = Pahts.get("ixenos", "config", "user.properties"); //相對路徑

4、由String路徑獲取Path對象

get還可以獲取一整條路徑（即多個部件構成的單個字符串），例如從配置文件中讀取路徑：

String baseDir = properties.getProperty("base.dir");
 //可能獲得 /opt/ixenos 或者 C:\Program Files\ixenos
 Path basePath = Paths.get(baseDir);

5、組合或解析路徑

1) 調用 p.resolve(q) 將按下面的規則返回一個Path：如果q是絕對路徑，則返回q，否則追加路徑返回 p/q 或者 p\q

Path workRelative = Paths.get("work");
Path workPath = basePath.resolve(workRelative);
 
//resolve也可以接受字符串形參
Path workPath = basePath.resolve("work");

2) 調用 p.resolveSibling("q") 將解析指定路徑 p 的父路徑 o ，并產生兄弟路徑 o/q

 Path tempPath = workPath.resolveSibling("temp");
 /*
 如果workPath是 /opt/ixenos/work
 那么將創建 /opt/ixenos/temp 
 */

3) 調用 p.relativize(r) 將產生一個冗余路徑q，對q進行解析將產生相對路徑r，最終r不包含和p的交集路徑

/*
 pathA為 /home/misty
 pathB為 /home/ixenos/config 

 現已pathA對pathB進行相對化操作，將產生冗余路徑
*/
Path pathC = pathA.relativize(pathB); //此時pathC為 ../ixenos/config

/*
 normalize方法將移除冗余部件
*/
Path pathD = pathC.normalize(); //pathD為 /ixenos/config

4) toAbsolutePath 將產生給定路徑的絕對路徑，從根部件開始

5) Path類還有一些有用的斷開和組合路徑的方法，比如 getParent、getFileName、getRoot//獲得根目錄

6) Path有個toFile方法用來跟遺留類File類打交道，File類也有個toPath方法

Files工具類

1、讀寫文件

方法簽名:

static path write(Path path, byte[] bytes, OpenOption... options)

static path write(Path path, Iterable<? extends CharSequence> lines, OpenOption... options)

這里只列舉下面用到的方法，更多方法請看API文檔...

其中OpenOption是個nio接口，StandardOpenOption是其枚舉實現類，各枚舉實例功能請查看API文檔

/*
 Files提供的簡便方法適用于處理中等長度的文本文件

 如果要處理的文件長度較大，或者二進制文件，那么還是應該使用經典的IO流
 
*/

//將文件所有內容讀入byte數組中
byte[] bytes = Files.readAllBytes(path); //傳入Path對象

//之后可以根據字符集構建字符串
String content = new String(bytes, charset);

//也可以直接當作行序列讀入
List<String> lines = Files.readAllLines(path, charset);

//相反，也可以寫一個字符串到文件中，默認是覆蓋
Files.write(path, content.getBytes(charset)); //傳入byte[]

//追加內容，根據參數決定追加等功能
Files.write(path, content.getBytes(charset), StandardOpenOption.APPEND); //傳入枚舉對象，打開追加開關

//將一個行String的集合List寫出到文件中
Files.write(path, lines);

2、復制、剪切、刪除

方法簽名:

static path copy(Path source, Path target, CopyOption... options)

static path move(Path source, Path target, CopyOption... options)

static void delete(Path path) //如果path不存在文件將拋出異常，此時調用下面的比較好

static boolean deleteIfExists(Path path)

這里只列舉下面用到的方法，更多方法請看API文檔...

其中CopyOption是個nio接口，StandardCopyOption是其枚舉實現類，各枚舉實例功能請查看API文檔

其中有個ATOMIC_MOVE可以填入用來保證原子性操作，要么移動成功完成，要么源文件保持在原位置

//復制
Files.copy(fromPath, toPath);

//剪切
Files.move(fromPath, toPath);

/*
 以上如果toPath已存在，那么操作失敗，
 如果要覆蓋，需傳入參數REPLACE_EXISTING
 還要復制文件屬性，傳入COPY_ATTRIBUTES
*/
Files.copy(fromPath, toPath, StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING, StandardCopyOption.COPY_ATTRIBUTES);

3、創建文件和目錄

//創建新目錄，除了最后一個部件，其他必須是已存在的
Files.createDirectory(path); 

//創建路徑中的中間目錄，能創建不存在的中間部件
Files.createDirectories(path);

/*
 創建一個空文件，檢查文件存在，如果已存在則拋出異常
 而檢查文件存在是原子性的，因此在此過程中無法執行文件創建操作
*/
Files.createFile(path);

//添加前/后綴創建臨時文件或臨時目錄
Path newPath = Files.createTempFile(dir, prefix, suffix);
Path newPath = Files.createTempDirectory(dir, prefix);

4、獲取文件信息

略，具體看API文檔，或者corejava page51

5、迭代目錄中的文件

舊的File類有兩個方法獲取目錄中所有文件構成的字符串數組，String[] list() 和String[] list(FileFilter filter)，但是當目錄中包含大量文件時，這兩方法性能會非常低。

原因分析：

1、//File類list所有文件
 public String[] list() {
  SecurityManager security = System.getSecurityManager(); //文件系統權限獲取
  if (security != null) {
   security.checkRead(path);
  }
  if (isInvalid()) {
   return null;
  }
  return fs.list(this); //底層調用FileSystem的list
 }

 //FileSystem抽象類的list
 //File類中定義fs是由DefaultFileSystem靜態生成的
private static final FileSystem fs = DefaultFileSystem.getFileSystem();

//因此我們來看一下DefaultFileSystem類，發現是生成一個WinNtFileSystem對象
class DefaultFileSystem {

 /**
  * Return the FileSystem object for Windows platform.
  */
 public static FileSystem getFileSystem() {
  return new WinNTFileSystem();
 }
}


//而WinNtFileSystem類繼承于FileSystem抽象類，這里我們主要觀察它的list(File file)方法
 @Override
public native String[] list(File f);
/*我們可以看到這是個native方法，說明list的操作是由操作系統的文件系統控制的，當目錄中包含大量的文件時，這個方法的性能將會非常低。
由此為了替代，NIO的Files類設計了newDirectoryStream(Path dir)及其重載方法，將生成Iterable對象（可用foreach迭代）*///~


 2、//回調過濾
 public String[] list(FilenameFilter filter) { //采用接口回調
  String names[] = list(); //調用list所有
  if ((names == null) || (filter == null)) {
   return names;
  }
  List<String> v = new ArrayList<>();
  for (int i = 0 ; i < names.length ; i++) {
   if (filter.accept(this, names[i])) { //回調FilenameFileter對象的accept方法
    v.add(names[i]);
   }
  }
  return v.toArray(new String[v.size()]);
 }

這時候高科技來了——Files獲得可迭代的目錄流，

傳入一個目錄Path，遍歷子孫目錄返回一個目錄Path的Stream，注意這里所有涉及的Path都是目錄而不是文件！

因此，Files類設計了newDirectoryStream(Path dir)及其重載方法，將生成Iterable對象（可用foreach迭代）

遍歷目錄得到一個可迭代的子孫文件集合

返回一個 目錄流 ，可以看成一個存放著全部Path的實現了Iterable的集合，

因此可用迭代器或foreach迭代，只是使用迭代器的時候要注意不能invoke另一個Iterator：

While DirectoryStream extends Iterable, it is not a general-purpose Iterable as it supports only a single Iterator; invoking the iterator method to obtain a second or subsequent iterator throws IllegalStateException.

示例：

try(DirectoryStream<Path> entries = Files.newDirectoryStream(dir))
{
 for(Path entry : entries)
 {
   ...
 }
}

可以傳入glob參數，即使用glob模式來過濾文件（以取代list(FileFilter filter)）：

newDirectoryStream(Path dir, String glob) 注意是String類型

try(DirectoryStream<Path> entries = Files.newDirectoryStream(dir, "*.java")) //
 {
  ...
 }

glob模式

所謂的 glob 模式是指 shell 所使用的簡化了的正則表達式。

1.星號 * 匹配路徑組成部分0個或多個字符；例如 *.java 匹配當前目錄中的所有Java文件

2.兩星號 ** 匹配跨目錄邊界0個或多個字符；例如 **.java 匹配在所有子目錄中的Java文件

3.問號（?）只匹配一個字符；例如 ????.java 匹配所有四個字符的Java文件，不包括擴展名；使用?是因為*是通配符不指定數量

4.[...] 匹配一個字符集合，可以用連線 [0-9] 和取反符 [!0-9]；例如 Test[0-9A-F].java 匹配Testx.java，假設x是一個十六進制數字，[0-9A-F]是匹配單個字符為十六進制數字，比如B（十六進制不區分大小寫）

如果在方括號中使用短劃線分隔兩個字符，表示所有在這兩個字符范圍內的都可以匹配（比如 [0-9] 表示匹配所有 0 到 9 的數字）。

5.{...} 匹配由逗號隔開的多個可選項之中的一個；例如 *.{java,class} 匹配所有Java文件和類class文件

6.\ 轉義上述任意模式中的字符；例如 *\** 匹配所有子目錄中文件名包含*的文件，這里為 ** 轉義，前面是匹配0個或多個字符

下面是網友總結的Glob模式：

遍歷得到某個目錄的所有子孫文件集合再迭代不夠爽？來，我們來直接遍歷某個目錄的所有子孫成員（包括目錄和文件）

我們可以調用Files類的walkFileTree方法，并傳入一個FileVisitor接口類型的對象（還有更多方法在API里等你發現……）

/*傳入一個FileVisitor子類的匿名對象*/
Files.walkFileTree(dir, new SimpleFileVisitor<Path>()
 {
   //walkFileTree回調此方法來遍歷所有子孫
   public FileVisitResult visitFile(Path path, BasicFileAttributes attrs) throws IOException
   {
    if(attrs.isDirectory()) //自定義的選擇，屬于業務代碼，這和walkFileTree的宗旨(遍歷所有子孫成員)無關
     System.out.println(path);
    return FileVisitResult.CONTINUE;
   }

   public FileVisitResult visitFileFailed(Path path, IOException exc) throws IOException
   {
    return FileVisitResult.CONTINUE;
   }
 });

咱們來總結一下，

Files.newDirectoryStream(Path dir) 遍歷后返回一個可迭代的子孫文件集合；

Files.walkFileTree(Path dir, FileVisitor fv) 是一個遍歷子孫目錄和文件的過程；

ZIP文件系統

由上文知道，Paths類會在默認的文件系統中查找路徑，即在用戶本地磁盤中的文件。

其實，我們也可以有其他的文件系統，比如ZIP文件系統。

/*假設zipname是某個ZIP文件的名字*/
FileSystem fs = FileSystems.newFileSystem(Paths.get(zipname), null);

上述代碼將建立一個基于zipname的文件系統，它包含ZIP文檔中的所有文件。

1）如果知道文件名（String類型），那么從這個ZIP文檔中復制出這個文件就很容易：

Files.copy(fs.getPath(fileName), targetPath);

Q：fs.getPath是使用了ZIP文件系統來getPath，那么默認的文件系統能調用嗎？

A：能。FileSystem類中有一個靜態的getDefault()方法，返回一個默認的文件系統對象，同樣可以由文件名getPath。

具體getPath(String name)是遍歷還是隨機訪問，有空再去看源碼實現。

2）要列出ZIP文檔中的所有文件，同樣可以用walkFileTree遍歷文件樹

FileSystem fs = FileSystems.newFileSystem(Paths.get(fileName), null);

//walkFileTree需要傳入一個要被遍歷的目錄Path，和一個FileVisitor對象
Files.walkFileTree(fs.getPath("/"), 
  newSimpleFileVisitor<Path>(){
    public FileVisitResult visitFile(Path file, BasicFileAttributes attrs) throws Exception{
      System.out.println(file);
      return FileVisitResult.CONTINUE; 
  });

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