詳解Java中的File文件類以及FileDescriptor文件描述類
File
File 是“文件”和“目錄路徑名”的抽象表示形式。
File 直接繼承于Object，實現(xiàn)了Serializable接口和Comparable接口。實現(xiàn)Serializable接口，意味著File對象支持序列化操作。而實現(xiàn)Comparable接口，意味著File對象之間可以比較大小；File能直接被存儲在有序集合(如TreeSet、TreeMap中)。
1. 新建目錄的常用方法
方法1：根據(jù)相對路徑新建目錄。
示例代碼如下(在當(dāng)前路徑下新建目錄“dir”)：
File dir = new File("dir");
dir.mkdir();
方法2：根據(jù)絕對路徑新建目錄。
示例代碼如下(新建目錄“/home/skywang/dir”)：
File dir = new File("/home/skywang/dir");
dir.mkdirs();
說明：上面是在linux系統(tǒng)下新建目錄“/home/skywang/dir”的源碼。在windows下面，若要新建目錄“D:/dir”，源碼如下：
File dir = new File("D:/dir");
dir.mkdir();
方法3
URI uri = new URI("file:/home/skywang/dir");
File dir = new File(uri);
sub.mkdir();
說明： 和“方法2”類似，只不過“方法2”中傳入的是完整路徑，而“方法3”中傳入的是完整路徑對應(yīng)URI。
2. 新建子目錄的幾種常用方法
例如，我們想要在當(dāng)前目錄的子目錄“dir”下，再新建一個子目錄。有一下幾種方法:
方法1
File sub1 = new File("dir", "sub1");
sub1.mkdir();
說明：上面的方法作用是，在當(dāng)前目錄下 "dir/sub1"。它能正常運(yùn)行的前提是“sub1”的父目錄“dir”已經(jīng)存在！
方法2
File sub2 = new File(dir, "sub2"); sub2.mkdir();
說明：上面的方法作用是，在當(dāng)前目錄下 "dir/sub2"。它能正常運(yùn)行的前提是“sub2”的父目錄“dir”已經(jīng)存在！
方法3
File sub3 = new File("dir/sub3");
sub3.mkdirs();
說明：上面的方法作用是，在當(dāng)前目錄下 "dir/sub3"。它不需要dir已經(jīng)存在，也能正常運(yùn)行；若“sub3”的父母路不存在，mkdirs()方法會自動創(chuàng)建父目錄。
方法4
File sub4 = new File("/home/skywang/dir/sub4");
sub4.mkdirs();
說明：上面的方法作用是，新建目錄"/home/skywang/dir/sub3"。它不需要dir已經(jīng)存在，也能正常運(yùn)行；若“sub4”的父母路不存在，mkdirs()方法會自動創(chuàng)建父目錄。
方法5
URI uri = new URI("file:/home/skywang/dir/sub5");
File sub5 = new File(uri);
sub5.mkdirs();
說明： 和“方法4”類似，只不過“方法4”中傳入的是完整路徑，而“方法5”中傳入的是完整路徑對應(yīng)URI。
3. 新建文件的幾種常用方法
例如，我們想要在當(dāng)前目錄的子目錄“dir”下，新建一個文件。有一下幾種方法
方法1
try {
File dir = new File("dir"); // 獲取目錄“dir”對應(yīng)的File對象
File file1 = new File(dir, "file1.txt");
file1.createNewFile();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
說明：上面代碼作用是，在“dir”目錄(相對路徑)下新建文件“file1.txt”。
方法2
try {
File file2 = new File("dir", "file2.txt");
file2.createNewFile();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
說明：上面代碼作用是，在“dir”目錄(相對路徑)下新建文件“file2.txt”。
方法3
try {
File file3 = new File("/home/skywang/dir/file3.txt");
file3.createNewFile();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
說明：上面代碼作用是，下新建文件“/home/skywang/dir/file3.txt”(絕對路徑)。這是在linux下根據(jù)絕對路徑的方法，在windows下可以通過以下代碼新建文件"D:/dir/file4.txt"。
try {
File file3 = new File("D:/dir/file4.txt");
file3.createNewFile();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
方法4
try {
URI uri = new URI("file:/home/skywang/dir/file4.txt");
File file4 = new File(uri);
file4.createNewFile();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
說明：
和“方法3”類似，只不過“方法3”中傳入的是完整路徑，而“方法4”中傳入的是完整路徑對應(yīng)URI。
4. File API使用示例
關(guān)于File中API的詳細(xì)用法，參考示例代碼(FileTest.java)：
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URI;
import java.util.Calendar;
import java.text.SimpleDateFormat;
public class FileTest {
public static void main(String[] args) {
testFileStaticFields() ;
testFileDirAPIS() ;
}
public static void testFileStaticFields() {
// 打印 路徑分隔符":"
System.out.printf("File.pathSeparator=\"%s\"\n", File.pathSeparator);
// 打印 路徑分隔符':'
System.out.printf("File.pathSeparatorChar=\"%c\"\n", File.pathSeparatorChar);
// 打印 分隔符"/"
System.out.printf("File.separator=\"%s\"\n", File.separator);
// 打印 分隔符'/'
System.out.printf("File.separatorChar=\"%c\"\n", File.separatorChar);
}
public static void testFileDirAPIS() {
try {
// 新建目錄 "dir"
File dir = new File("dir");
dir.mkdir();
// 方法1：新建目錄 "dir/sub1"。父目錄“dir”必須已經(jīng)存在！
File sub1 = new File("dir", "sub1");
sub1.mkdir();
// 方法2：新建目錄 "dir/sub2"。父目錄“dir”必須已經(jīng)存在！
File sub2 = new File(dir, "sub2");
sub2.mkdir();
// 方法3：新建目錄 "dir/sub3"。mkdirs()會自動創(chuàng)建不存在的父目錄。
File sub3 = new File("dir/sub3");
sub3.mkdirs();
// 方法4：新建目錄 "dir/sub4"。根據(jù)“絕對路徑”創(chuàng)建，前面3個方法都是根據(jù)“相對路徑”創(chuàng)建。
String dirPath = dir.getAbsolutePath(); // 獲取“dir”的絕對路徑
String sub4AbsPath = dirPath + File.separator + "sub4"; // File.separator是分隔符"/"
File sub4 = new File(sub4AbsPath);
sub4.mkdirs();
// 方法5：新建目錄 "dir/sub5"。根據(jù)uri
String uri_sub5_path = "file:"+ dirPath + File.separator + "sub5";
URI uri_sub5 = new URI(uri_sub5_path);
File sub5 = new File(uri_sub5);
sub5.mkdirs();
// 方法1：新建文件 "dir/l1_normal.txt"
File l1_normal = new File(dir, "l1_normal.txt");
l1_normal.createNewFile();
// 方法2：新建文件 "dir/.l1_hide.txt"。
File l1_hide = new File("dir", ".l1_hide.txt"); // 在linux中, "."開頭的文件是隱藏文件。
l1_hide.createNewFile();
// 方法3：新建文件 "dir/l1_abs.txt"。
String dirAbsPah = dir.getAbsolutePath(); // 獲取dir的絕對路徑
String l1_abs_path = dirAbsPah+File.separator+"l1_abs.txt";
File l1_abs = new File(l1_abs_path);
l1_abs.createNewFile();
//System.out.printf("l1_abs_path=%s\n", l1_abs_path);
//System.out.printf("l1_abs path=%s\n", l1_abs.getAbsolutePath());
// 方法4：新建文件 "dir/l1_uri.txt"。根據(jù)URI新建文件
String uri_path = "file:"+ dirAbsPah + File.separator + "l1_uri.txt";
URI uri_l1 = new URI(uri_path);
//System.out.printf("uri_l1=%s\n", l1_abs.getAbsolutePath());
File l1_uri = new File(uri_l1);
l1_uri.createNewFile();
// 新建文件 "dir/sub/s1_normal"
File s1_normal = new File(sub1, "s1_normal.txt");
s1_normal.createNewFile();
System.out.printf("%30s = %s\n", "s1_normal.exists()", s1_normal.exists());
System.out.printf("%30s = %s\n", "s1_normal.getName()", s1_normal.getName());
System.out.printf("%30s = %s\n", "s1_normal.getParent()", s1_normal.getParent());
System.out.printf("%30s = %s\n", "s1_normal.getPath()", s1_normal.getPath());
System.out.printf("%30s = %s\n", "s1_normal.getAbsolutePath()", s1_normal.getAbsolutePath());
System.out.printf("%30s = %s\n", "s1_normal.getCanonicalPath()", s1_normal.getCanonicalPath());
System.out.printf("%30s = %s is \"%s\"\n", "s1_normal.lastModified()", s1_normal.lastModified(), getModifyTime(s1_normal.lastModified()));
System.out.printf("%30s = %s\n", "s1_normal.toURI()", s1_normal.toURI());
// 列出“dir”目錄下的“文件”和“文件夾”。
// 注意：dir.listFiles()只會遍歷目錄dir，而不會遍歷dir的子目錄！
System.out.println("---- list files and folders ----");
File[] fs = dir.listFiles();
for (File f:fs) {
String fname = f.getName();
String absStr = f.isAbsolute() ? "[Absolute]" : "";
String hidStr = f.isHidden() ? "[Hidden]" : "";
String dirStr = f.isDirectory() ? "[Directory]" : "";
String fileStr = f.isFile() ? "[File]" : "";
System.out.printf("%-30s %s%s%s%s\n", fname, fileStr, dirStr, absStr, hidStr);
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
private static String getModifyTime(long millis) {
// 獲取Calendar對象
Calendar cal = Calendar.getInstance();
// 設(shè)置時間為 millis
cal.setTimeInMillis(millis);
// 獲取格式化對象，它會按照"yyyy-MM-dd HH:mm:ss"格式化日期
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
//System.out.printf("TIME %s\n", str);
return sdf.format(cal.getTime());
}
}
運(yùn)行結(jié)果(在ubuntu 12.04系統(tǒng)下的運(yùn)行結(jié)果，而不是windows！)：
File.pathSeparator=":"
File.pathSeparatorChar=":"
File.separator="/"
File.separatorChar="/"
s1_normal.exists() = true
s1_normal.getName() = s1_normal.txt
s1_normal.getParent() = dir/sub1
s1_normal.getPath() = dir/sub1/s1_normal.txt
s1_normal.getAbsolutePath() = /home/skywang/wind_talker/workout/java/skywang/io/io/src/file/dir/sub1/s1_normal.txt
s1_normal.getCanonicalPath() = /home/skywang/wind_talker/workout/java/skywang/io/io/src/file/dir/sub1/s1_normal.txt
s1_normal.lastModified() = 1381730064000 is "2013-10-14 13:54:24"
s1_normal.toURI() = file:/home/skywang/wind_talker/workout/java/skywang/io/io/src/file/dir/sub1/s1_normal.txt
---- list files and folders ----
l1_uri.txt [File]
sub1 [Directory]
l1_abs.txt [File]
sub5 [Directory]
sub4 [Directory]
.l1_hide.txt [File][Hidden]
sub3 [Directory]
sub2 [Directory]
l1_normal.txt [File]
結(jié)果說明：運(yùn)行程序，會在源文件所在的目錄新建目錄"dir"及其子目錄和子文件。如下圖：
FileDescriptor
FileDescriptor 是“文件描述符”。
FileDescriptor 可以被用來表示開放文件、開放套接字等。
以FileDescriptor表示文件來說：當(dāng)FileDescriptor表示某文件時，我們可以通俗的將FileDescriptor看成是該文件。但是，我們不能直接通過FileDescriptor對該文件進(jìn)行操作；若需要通過FileDescriptor對該文件進(jìn)行操作，則需要新創(chuàng)建FileDescriptor對應(yīng)的FileOutputStream，再對文件進(jìn)行操作。
in, out, err介紹
(1) in -- 標(biāo)準(zhǔn)輸入(鍵盤)的描述符
(2) out -- 標(biāo)準(zhǔn)輸出(屏幕)的描述符
(3) err -- 標(biāo)準(zhǔn)錯誤輸出(屏幕)的描述符
它們3個的原理和用法都類似，下面我們通過out來進(jìn)行深入研究。
1.1 out 的作用和原理
out是標(biāo)準(zhǔn)輸出(屏幕)的描述符。但是它有什么作用呢？
我們可以通俗理解，out就代表了標(biāo)準(zhǔn)輸出(屏幕)。若我們要輸出信息到屏幕上，即可通過out來進(jìn)行操作；但是，out又沒有提供輸出信息到屏幕的接口(因為out本質(zhì)是FileDescriptor對象，而FileDescriptor沒有輸出接口)。怎么辦呢？
很簡單，我們創(chuàng)建out對應(yīng)的“輸出流對象”，然后通過“輸出流”的write()等輸出接口就可以將信息輸出到屏幕上。如下代碼：
try {
FileOutputStream out = new FileOutputStream(FileDescriptor.out);
out.write('A');
out.close();
} catch (IOException e) {
}
執(zhí)行上面的程序，會在屏幕上輸出字母'A'。
為了方便我們操作，java早已為我們封裝好了“能方便的在屏幕上輸出信息的接口”：通過System.out，我們能方便的輸出信息到屏幕上。
因此，我們可以等價的將上面的程序轉(zhuǎn)換為如下代碼：
System.out.print('A');
下面講講上面兩段代碼的原理
查看看out的定義。它的定義在FileDescriptor.java中，相關(guān)源碼如下：
public final class FileDescriptor {
private int fd;
public static final FileDescriptor out = new FileDescriptor(1);
private FileDescriptor(int fd) {
this.fd = fd;
useCount = new AtomicInteger();
}
...
}
從中，可以看出
(1) out就是一個FileDescriptor對象。它是通過構(gòu)造函數(shù)FileDescriptor(int fd)創(chuàng)建的。
(2) FileDescriptor(int fd)的操作：就是給fd對象(int類型)賦值，并新建一個使用計數(shù)變量useCount。
fd對象是非常重要的一個變量，“fd=1”就代表了“標(biāo)準(zhǔn)輸出”，“fd=0”就代表了“標(biāo)準(zhǔn)輸入”，“fd=2”就代表了“標(biāo)準(zhǔn)錯誤輸出”。
FileOutputStream out = new FileOutputStream(FileDescriptor.out);
就是利用構(gòu)造函數(shù)FileOutputStream(FileDescriptor fdObj)來創(chuàng)建“Filed.out對應(yīng)的FileOutputStream對象”。
關(guān)于System.out是如何定義的。可以參考"深入了解System.out.println("hello world") "
通過上面的學(xué)習(xí)，我們知道，我們可以自定義標(biāo)準(zhǔn)的文件描述符[即，in(標(biāo)準(zhǔn)輸入),out(標(biāo)準(zhǔn)輸出),err(標(biāo)準(zhǔn)錯誤輸出)]的流，從而完成輸入/輸出功能；但是，java已經(jīng)為我們封裝好了相應(yīng)的接口，即我們可以更方便的System.in, System.out, System.err去使用它們。
另外，我們也可以自定義“文件”、“Socket”等的文件描述符，進(jìn)而對它們進(jìn)行操作。參考下面示例代碼中的testWrite(), testRead()等接口。
2. 示例代碼
源碼如下(FileDescriptorTest.java)：
import java.io.PrintStream;
import java.io.FileDescriptor;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
public class FileDescriptorTest {
private static final String FileName = "file.txt";
private static final String OutText = "Hi FileDescriptor";
public static void main(String[] args) {
testWrite();
testRead();
testStandFD() ;
//System.out.println(OutText);
}
/**
* FileDescriptor.out 的測試程序
*
* 該程序的效果 等價于 System.out.println(OutText);
*/
private static void testStandFD() {
// 創(chuàng)建FileDescriptor.out 對應(yīng)的PrintStream
PrintStream out = new PrintStream(
new FileOutputStream(FileDescriptor.out));
// 在屏幕上輸出“Hi FileDescriptor”
out.println(OutText);
out.close();
}
/**
* FileDescriptor寫入示例程序
*
* (1) 為了說明，"通過文件名創(chuàng)建FileOutputStream"與“通過文件描述符創(chuàng)建FileOutputStream”對象是等效的
* (2) 該程序會在“該源文件”所在目錄新建文件"file.txt"，并且文件內(nèi)容是"Aa"。
*/
private static void testWrite() {
try {
// 新建文件“file.txt”對應(yīng)的FileOutputStream對象
FileOutputStream out1 = new FileOutputStream(FileName);
// 獲取文件“file.txt”對應(yīng)的“文件描述符”
FileDescriptor fdout = out1.getFD();
// 根據(jù)“文件描述符”創(chuàng)建“FileOutputStream”對象
FileOutputStream out2 = new FileOutputStream(fdout);
out1.write('A'); // 通過out1向“file.txt”中寫入'A'
out2.write('a'); // 通過out2向“file.txt”中寫入'A'
if (fdout!=null)
System.out.printf("fdout(%s) is %s\n",fdout, fdout.valid());
out1.close();
out2.close();
} catch(IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* FileDescriptor讀取示例程序
*
* 為了說明，"通過文件名創(chuàng)建FileInputStream"與“通過文件描述符創(chuàng)建FileInputStream”對象是等效的
*/
private static void testRead() {
try {
// 新建文件“file.txt”對應(yīng)的FileInputStream對象
FileInputStream in1 = new FileInputStream(FileName);
// 獲取文件“file.txt”對應(yīng)的“文件描述符”
FileDescriptor fdin = in1.getFD();
// 根據(jù)“文件描述符”創(chuàng)建“FileInputStream”對象
FileInputStream in2 = new FileInputStream(fdin);
System.out.println("in1.read():"+(char)in1.read());
System.out.println("in2.read():"+(char)in2.read());
if (fdin!=null)
System.out.printf("fdin(%s) is %s\n", fdin, fdin.valid());
in1.close();
in2.close();
} catch(IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
fdout(java.io.FileDescriptor@2b820dda) is true in1.read():A in2.read():a fdin(java.io.FileDescriptor@675b7986) is true Hi FileDescriptor
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