【Java基础】Java7 NIO Files,Path 操作文件

从Java1.0到1.3，我们在开发需要I/O支持的应用时，要面临以下问题:

没有数据缓冲区或通道的概念，开发人员要编程处理很多底层细节
I/O操作会被阻塞，扩展能力有限
所支持的字符集编码有限，需要进行很多手工编码工作来支持特定类型的硬件。
不支持正则表达式，数据处理困难。

为了解决这些问题，在Java1.4引入了NIO。其中有两次主要改进：

在Java1.4中引入非阻塞I/O
在Java7中对非阻塞I/O进行修改

自此Java为I/O操作抽象出了缓冲区和通道区；字符集的编码和解码能力；提供了能够将文件映射为内存数据的接口；实现非阻塞I/O的能力；基于流行的Perl实现的正则表达式类库。

NIO使Java向前迈出了一大步，但I/O编程对于开发人员来说仍然是个挑战，特别是对于文件和目录而言，支持力度还是不够。为了突破这些局限性，在Java7中提供了NIO.2 API。它有三个目标：

一个能批量获取文件属性的文件系统接口，引入标准文件系统实现的服务提供者接口
提供一个套接字和文件都能够进行异步
完成JSR-51中定义的套接字--通道功能，包括额外对绑定、选项配置和多播数据报的支持。

Path：通常代表文件系统中的位置。

创建一个Path

Path path1 = Paths.get("D:\\test\\test1"); // 等同 Path path1 = FileSystems.getDefault().getPath("D:\\test");

从Path中获取信息

我们可以从Path中获取信息，比如其父目录，文件名等...

System.out.println("fileName : " + path1.getFileName()); // 获取文件名称
System.out.println("number of name elements : " + path1.getNameCount()); // 获取名称元素的数量
System.out.println("parent path : " + path1.getParent());
System.out.println("root of path : " + path1.getRoot());
System.out.println("subpath from root, 2 elements deep : " + path1.subpath(0, 2)); // 获取第0-2个元素之间的子路径

NIO.2 Path和Java已有的FIle类

新API中的类可以完全替代过去基于java.io.File的API。但是我们不可避免的要和大量遗留下来的I/O代码交互。Java7提供了两个新方法：
- java.io.File类中新增了toPath()方法，可以把已有的File转化为新的Path
- Path类有个toFile()方法，它可以把已有的Path转为File
```
File file = new File("D:\\test");
Path path3 = file.toPath(); // file to path
path3.toAbsolutePath();
file = path3.toFile(); // path to file
```

在目录中查找文件

先来一个简单的例子，用匹配模式过滤出当前目录下所有的.txt和.jpg文件。这是处理单个目录的能力。

Path path4 = Paths.get("D:\\test");

DirectoryStream<Path> stream = Files.newDirectoryStream(path4, "*.{txt,jpg}"); // 声明过滤流，匹配模式为glob模式匹配
for (Path entry : stream) {
    System.out.println(entry.getFileName());
}

遍历目录树

Java7支持整个目录树的遍历。也就是说我们可以很容易的搜索目录树中的文件，在子目录中查找，并对它们执行操作。

Path path5 = Paths.get("F:\\test\\demo"); // 设置起始目录
Files.walkFileTree(path5, new FindJavaVisitor()); // 关键方法

private static class FindJavaVisitor extends SimpleFileVisitor<Path> {
    // SimpleFileVisitor可以完成大部分工作，比如遍历目录。我们唯一要做的就是重写visitFile()这个方法。
    @Override
    public FileVisitResult visitFile(Path file, BasicFileAttributes attrs) {
        if (file.toString().endsWith(".java")) {
            System.out.println(file.getFileName());
        }
        return FileVisitResult.CONTINUE;
    }
}

Files：让我们轻松复制，移动，删除或处理文件的工具类，有我们需要的所有方法。

创建和删除文件

Path path6 = Paths.get("D:\\backup\\test.txt");
Files.createFile(path6); // 创建文件，要保证D:\\backup存在
Files.delete(path6);

文件的复制和移动

Path sourcePath7 = Paths.get("D:\\test\\test.txt");
Path targetPath7 = Paths.get("D:\\backup\\test.txt");
Files.copy(sourcePath7, targetPath7, StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING); // REPLACE_EXISTING 覆盖即替换已有文件
Files.move(sourcePath7, targetPath7, StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);

文件的属性

Path path8 = Paths.get("D:\\test");
System.out.println(Files.getLastModifiedTime(path8));
System.out.println(Files.size(path8));
System.out.println(Files.isSymbolicLink(path8));
System.out.println(Files.isDirectory(path8));
System.out.println(Files.readAttributes(path8, "*")); // 获取文件所有的属性

快速读写数据

Java7可以尽可能多的提供用来的读取和写入文件内容的辅助方法。
当然这些新方法使用Path，但它们也可以与那些java.io包里基于流的类进行互相操作。因此我们用一个方法就可以读取文件中的所有行或全部字节。

// Java7可以直接用缓冲区的读取器和写入器或输入输出流(为了和以前的Java I/O代码兼容)打开文件。
BufferedWriter writer = Files.newBufferedWriter(path9, StandardCharsets.UTF_8, StandardOpenOption.APPEND);
writer.write("Hello world...");
writer.flush();
writer.close();

BufferedReader reader = Files.newBufferedReader(path9, StandardCharsets.UTF_8);
String line;
while ((line = reader.readLine()) != null) {
    System.out.println(line);
}

// 简化读取和写入

List<String> lines = Files.readAllLines(path9, StandardCharsets.UTF_8);
for (String line1 : lines) {
    System.out.println(line1);
}

byte[] bytes = Files.readAllBytes(path9); // 读取文件字节流
System.out.println(new String(bytes, StandardCharsets.UTF_8));

Files.write(path9, bytes); // 写入文件字节流

以前读写文件都比较麻烦，用Java7的NIO之后是不是非常方便呢？

参考内容：《Java程序员修炼之道》

秒客网

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