使用java.nio.file?庫優(yōu)雅的操作文件詳解
概述
在早期的 Java 版本中，文件 IO 操作功能一直相對較弱，主要存在以下問題：
- 缺乏對現(xiàn)代文件系統(tǒng)的支持：只提供的基礎(chǔ)的文件操作，不支持很多現(xiàn)代的文件系統(tǒng)
- API 不夠直觀：文件操作的 API 設(shè)計相對較為復雜和冗長，使用體驗感很差
- 對于大文件處理和并發(fā)性能不夠：簡單的 I/O 模型，沒有充分利用現(xiàn)代硬件的性能優(yōu)勢，而且還有很多同步的問題
但 Java 在后期版本中引入了 java.nio.file 庫來提高 Java 對文件操作的能力。還增加的流的功能，似乎使得文件變成更好用了。所以本章，我們就來主要介紹 java.nio.file 中常用的類和模塊，大致如下：
- Path 路徑：Paths 模塊和 Path 工具類介紹
- Files 文件：File 和 FileSystems 工具類介紹
- 文件管理服務：WatchService 、PathMatcher 等等文件服務
Path 路徑
java.nio.file.Paths 和 java.nio.file.Path 類在 Java NIO 文件 I/O 框架中用于處理文件系統(tǒng)路徑。以下是對它們的簡單介紹：
Paths模塊：Paths模塊提供了一些靜態(tài)方法來創(chuàng)建Path對象，Path對象表示文件系統(tǒng)中的路徑。例如，可以使用Paths.get()方法創(chuàng)建一個Path對象，這個對象表示一個文件路徑。Path類：Path類代表一個文件系統(tǒng)中的路徑，它提供了一系列的方法來操作文件路徑。例如，可以使用Path.toAbsolutePath()方法獲取一個絕對路徑，或者使用Path.getParent()方法獲取路徑的父路徑。
關(guān)于跨平臺：Path 對象可以工作在不同操作系統(tǒng)的不同文件系統(tǒng)之上，它幫我們屏蔽了操作系統(tǒng)之間的差異
以下是一些簡單使用場景示例：
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;
public class PathExample {
public static void main(String[] args) {
// 創(chuàng)建一個絕對路徑
Path absolutePath = Paths.get("C:\\Users\\phoenix\\file.txt"); // 這里傳入 "example\\file.txt" 創(chuàng)建的相對路徑
System.out.println("Absolute path: " + absolutePath);
// 獲取父路徑
System.out.println("Parent path: " + absolutePath.getParent());
// 獲取文件名
System.out.println("File name: " + absolutePath.getFileName());
// 獲取根路徑
System.out.println("Root path: " + absolutePath.getRoot());
// 合并路徑
Path resolvePath = Paths.get("C:\\Users\\phoenix").resolve("file.txt");
System.out.println("Merged path:" + resolvePath);
}
}
輸出結(jié)果：
Absolute path: C:\Users\phoenix\file.txt Parent path: C:\Users\phoenix File name: file.txt Root path: C:\ Merged path:C:\Users\phoenix\file.txt
從這里你不僅可以看出關(guān)于 Paths 和 Path 類對于文件路徑的一些操作方法的使用，還能看得出我使用的是 Windows 操作系統(tǒng)。還有更多的用法可以查看官方的 API 文檔，這里就不過多贅述了。
Files 文件
java.nio.file.Files 類是 Java NIO 文件包中的一個實用工具類，它提供了一系列靜態(tài)方法，可以讓你方便地執(zhí)行文件系統(tǒng)中的各種操作，例如文件的創(chuàng)建、刪除、復制、移動、讀取和寫入等。例如，可以使用 Files.exists() 方法檢查一個文件是否存在，或者使用 Files.createDirectory() 方法創(chuàng)建一個新目錄。
以下是一些簡單使用場景示例：
import java.io.IOException;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.nio.file.*;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
public class PathExample {
public static void main(String[] args) throws IOException {
Path path = Paths.get("example.txt");
// 1：檢查文件是否存在
boolean exists = Files.exists(path);
System.out.println("File exists: " + exists);
if (!exists) {
// 2：不存在則創(chuàng)建文件
Files.createFile(path);
}
// 3：復制一個文件
Path target = Paths.get("example2.txt");
Files.copy(path, target, StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);
// 4：創(chuàng)建目錄
Path newDirectory = Paths.get("example");
Files.createDirectories(newDirectory);
// 4：移動文件：將 example2.txt 移動到 example 目錄下
Files.move(target, newDirectory.resolve("example2.txt"), StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);
// 5：刪除文件和目錄
Files.delete(newDirectory.resolve("example2.txt"));
Files.delete(newDirectory); // 只能刪除空目錄
// 6：將字節(jié)數(shù)組寫入文件
Files.write(path, "Hello World".getBytes());
// 7：將文本行序列寫入文件
List<String> lines = Arrays.asList("Line 1", "Line 2", "Line 3");
Files.write(path, lines, StandardCharsets.UTF_8, StandardOpenOption.CREATE);
// 8：讀取文件，并且打印所有行
Files.readAllLines(path, StandardCharsets.UTF_8).forEach(System.out::println);
}
}
輸出結(jié)果：
File exists: true Line 1 Line 2 Line 3
也可以在項目根目錄下查看文件：
以上代碼示例展示了如何使用 Files 類進行常見的文件操作。在實際項目中，您可以根據(jù)需要組合使用這些方法來滿足您的需求。
補充：
Files.delete 函數(shù)只能刪除空目錄，這個設(shè)計是有意為之的，因為遞歸地刪除文件和目錄可能是一個非常危險的操作，尤其是當您不小心刪除了一個包含重要數(shù)據(jù)的目錄時。如果您想刪除一個包含子目錄和文件的目錄，您需要先遞歸地刪除目錄中的所有子目錄和文件，然后再刪除目錄本身?？梢越柚?nbsp;Files.walkFileTree 遍歷文件目錄，然后調(diào)用 Files.delete 即可。
FileSystems 文件系統(tǒng)
FileSystems 類提供了一組靜態(tài)方法來訪問和操作默認文件系統(tǒng)（通常是操作系統(tǒng)的本地文件系統(tǒng)）以及其他文件系統(tǒng)實現(xiàn)。以下是一個簡單的示例：
public class FileSystemsExample {
public static void main(String[] args) {
// 獲取默認文件系統(tǒng)
FileSystem fileSystem = FileSystems.getDefault();
// 獲取文件系統(tǒng)的路徑分隔符
String pathSeparator = fileSystem.getSeparator();
System.out.println("Path separator: " + pathSeparator);
// 獲取文件系統(tǒng)的根目錄
for (Path root : fileSystem.getRootDirectories()) {
System.out.println("Root directory: " + root);
}
// 使用文件系統(tǒng)創(chuàng)建一個 path 路徑對象
Path path = fileSystem.getPath("path", "to", "file.txt");
System.out.println(path);
// 是否只讀
System.out.println("is read only ?: " + fileSystem.isReadOnly());
// 文件系統(tǒng)的提供者
System.out.println("provider: " + fileSystem.provider());
}
}
輸出結(jié)果：
Path separator: \ Root directory: C:\ path\to\file.txt is read only ?: false provider: sun.nio.fs.WindowsFileSystemProvider@5b480cf9
FileSystem 工具類的方法并不多，可以參考它的 API，但通過 FileSystem 可以創(chuàng)建 WatchService 和 PathMatcher 子類
WatchService 文件監(jiān)控
WatchService 是一個文件系統(tǒng)觀察者，基于 FileSystem 創(chuàng)建，主要用于監(jiān)控文件系統(tǒng)事件（如創(chuàng)建、修改、刪除文件或目錄）。它可以幫助我們實時地檢測和處理文件系統(tǒng)中的變化。如果你的業(yè)務中有需要監(jiān)控文件變化的場景，你可能會需要用到它，例如：
- 文件上傳
- 實時備份
- 熱加載配置
以下是一個簡單的示例：
import java.io.IOException;
import java.nio.file.*;
public class WatchServiceExample {
public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
// 創(chuàng)建 WatchService
WatchService watchService = FileSystems.getDefault().newWatchService();
// 注冊監(jiān)聽指定的目錄
Path dir = Paths.get("C:\\Users\\phoenix");
dir.register(watchService, StandardWatchEventKinds.ENTRY_CREATE, StandardWatchEventKinds.ENTRY_MODIFY, StandardWatchEventKinds.ENTRY_DELETE);
while (true) {
// 獲取并處理事件
WatchKey key = watchService.take();
for (WatchEvent<?> event : key.pollEvents()) {
System.out.println("Event: " + event.kind() + " - " + event.context());
}
// 重置 key，繼續(xù)監(jiān)聽
if (!key.reset()) {
break;
}
}
watchService.close();
}
}
啟動以上程序，程序就會監(jiān)控我當前系統(tǒng)的用戶目錄，當我在用戶目錄創(chuàng)建文件并且編輯，刪除，程序會輸出以下內(nèi)容：
Event: ENTRY_CREATE - 新建 文本文檔.txt Event: ENTRY_DELETE - 新建 文本文檔.txt Event: ENTRY_CREATE - helloWorld.txt Event: ENTRY_MODIFY - helloWorld.txt Event: ENTRY_MODIFY - helloWorld.txt Event: ENTRY_MODIFY - helloWorld.txt Event: ENTRY_DELETE - helloWorld.txt
PathMatcher 文件匹配
PathMatcher 是一個文件路徑匹配接口，它可以幫助我們在遍歷文件系統(tǒng)時，根據(jù)特定規(guī)則過濾出符合條件的文件或目錄。它可以使用多種匹配語法（如 glob 和 regex），使得處理文件名或目錄名的模式變得更加靈活和高效。PathMatcher 的使用場景包括：
- 文件過濾：在搜索文件時，我們可能需要根據(jù)文件名或目錄名的模式來過濾結(jié)果
- 批量操作：當我們需要對文件系統(tǒng)中的一組文件或目錄執(zhí)行批量操作時，PathMatcher 可以幫助我們找到符合特定規(guī)則的文件或目錄
- 目錄監(jiān)控：可以結(jié)合 WatchService 對目錄監(jiān)控，然后通過 PathMatcher 過濾找出我們想要文件，如：.log 文件的創(chuàng)建，修改等
以下是一個簡單示例代碼：
import java.io.IOException;
import java.nio.file.*;
import java.util.stream.Stream;
public class PathMatcherExample {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 創(chuàng)建 PathMatcher，使用 glob 語法：匹配所有以 .tmp 結(jié)尾的文件（臨時文件）
FileSystem fileSystem = FileSystems.getDefault();
PathMatcher matcher = fileSystem.getPathMatcher("glob:*.tmp");
// 在指定目錄，找到匹配的文件，然后進行刪除
try (Stream<Path> walk = Files.walk(Paths.get("path/to/directory"))) {
walk.filter(path -> matcher.matches(path.getFileName())).forEach(path -> {
System.out.println(path.getFileName());
try {
Files.delete(path);
} catch (IOException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
});
}
}
}
上面的示例程序是通過 PathMatcher 匹配 .tmp 結(jié)尾的臨時文件，然后進行刪除的示例，結(jié)合 PathMatcher 可以輕松的完成一個清理臨時文件的小程序。
讀文件內(nèi)容
上面的示例都是操作文件和目錄，這里介紹一下如何讀文件的內(nèi)容，為了方便演示讀取文件，先在 path/to/file.txt 相對目錄下創(chuàng)建一個示例文本：
Java is a high-level programming language. Python is an interpreted, high-level programming language. JavaScript is a scripting language for Web development. C++ is a general-purpose programming language. Rust is a systems programming language.
讀文件主要用到 Files 類的兩個方法：
readAllLines()方法：一次性加載，主要用于讀取小到中等的文件lines()方法：逐行讀取，適用于大文件
小文件
readAllLines() 適用于讀取小到中等大小的文件，因為它會將整個文件內(nèi)容加載到內(nèi)存中，這個方法適用于在讀取文件內(nèi)容后立即處理整個文件的情況。使用示例：
public class LinesExample {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 讀取全部文件
List<String> lines = Files.readAllLines(Paths.get("path/to/file.txt"), StandardCharsets.UTF_8);
// 對文件內(nèi)容進行處理
Map<String, Long> wordFrequency = lines.stream()
.flatMap(line -> Arrays.stream(line.split("\\s+")))
.map(String::toLowerCase)
.collect(Collectors.groupingBy(word -> word, Collectors.counting()));
System.out.println("Word Frequency:");
wordFrequency.forEach((word, count) -> System.out.printf("%s: %d%n", word, count));
}
}大文件
lines() 方法： 使用場景：適用于讀取大型文件，因為它不會一次性將整個文件內(nèi)容加載到內(nèi)存中。通過使用 Java 8 的 Stream API，可以在讀取文件內(nèi)容時同時處理每一行，從而提高處理效率。使用示例：
public class LinesExample {
public static void main(String[] args) throws IOException {
Path filePath = Paths.get("path/to/file.txt");
// 逐行讀取，并且在內(nèi)容進行處理
Stream<String> lines = Files.lines(filePath);
Map<String, Long> wordFrequency = lines
.skip(3) // 跳過前 3 行
.flatMap(line -> Arrays.stream(line.split("\\s+")))
.map(String::toLowerCase)
.collect(Collectors.groupingBy(word -> word, Collectors.counting()));
System.out.println("Word Frequency:");
wordFrequency.forEach((word, count) -> System.out.printf("%s: %d%n", word, count));
lines.close();
}
}
輸出結(jié)果：
Word Frequency: rust: 1 a: 2 c++: 1 systems: 1 language.: 2 is: 2 programming: 2 general-purpose: 1
總結(jié)
在過去，java.io 包主要負責處理文件 I/O。但是它存在一些問題，例如性能不佳、API 不直觀、文件元數(shù)據(jù)操作困難等。為了解決這些問題，后期的 Java 版本引入了新的 java.nio.file 庫。現(xiàn)在 java.nio.file 已經(jīng)成為處理文件 I/O 的首選庫。 Path、Files、FileSystem 等工具類，可以更方便快捷的訪問和操作文件系統(tǒng)。目前大多數(shù)的開發(fā)人員普遍認為 java.nio.file 比傳統(tǒng)的 java.io 包更直觀且易于使用。雖然 java.nio.file 庫已經(jīng)非常成熟，但是隨著操作系統(tǒng)和文件系統(tǒng)的發(fā)展，我們?nèi)匀豢梢云诖谖磥淼?Java 版本中看到它的一些擴展和改進。
到此這篇關(guān)于使用java.nio.file 庫優(yōu)雅的操作文件詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)java.nio.file 庫操作文件內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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