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在Java 7引入的NIO.2#xff08;New Input/Output 2#xff09;中#xff0c;Path、Paths和Files类是处理文件系统操作的核心类。它们提供了一套强大的文件I/O操作接口#xff0c;使得读写文件、访问文件属性、遍历文件目录等…学习使用Path、Paths和Files类来操作文件系统
在Java 7引入的NIO.2New Input/Output 2中Path、Paths和Files类是处理文件系统操作的核心类。它们提供了一套强大的文件I/O操作接口使得读写文件、访问文件属性、遍历文件目录等操作变得更加简洁和直观。
Path和Paths
Path接口代表文件系统中的路径。它不仅可以用来表示文件也可以表示目录。Path对象包含了文件系统的层级结构并提供了许多用于路径操作的方法如解析、比较、绝对路径获取等。
Paths是一个工具类提供了静态方法来更容易地获取Path对象。
创建Path对象
使用Paths.get(String first, String... more)方法可以创建Path对象
Path path Paths.get(/home/user/docs/myfile.txt);
Path anotherPath Paths.get(home, user, docs, myfile.txt);Files类
Files类提供了静态方法来操作文件和目录如创建、删除、复制、移动文件/目录读取文件内容写入文件内容以及访问文件的属性等。
文件操作
读取文件内容
Path path Paths.get(data.txt);
ListString lines Files.readAllLines(path);写入文件内容
Path path Paths.get(output.txt);
ListString lines Arrays.asList(Line 1, Line 2);
Files.write(path, lines, StandardCharsets.UTF_8);文件和目录的创建与删除
创建文件
Path newPath Files.createFile(Paths.get(newFile.txt));创建目录
Path newDir Files.createDirectories(Paths.get(newDir/subDir));删除文件/目录
Files.delete(Paths.get(toBeDeleted.txt));文件复制和移动
复制文件
Files.copy(sourcePath, targetPath, StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);移动文件
Files.move(sourcePath, targetPath, StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);访问文件属性
Files类提供了方法来检查和修改文件的属性比如大小、最后修改时间、权限等。
Path path Paths.get(example.txt);
long size Files.size(path);
FileTime fileTime Files.getLastModifiedTime(path);遍历目录
使用Files.walk(Path start, int maxDepth, FileVisitOption... options)方法可以遍历目录
try (StreamPath stream Files.walk(Paths.get(startDir), 3)) {stream.forEach(System.out::println);
}总结
Path、Paths和Files类极大地简化了文件系统的操作提供了一种更现代、更直观的API来处理文件和目录。通过这些类开发者可以轻松执行文件读写、属性访问、目录遍历等操作而不必处理传统java.io包中繁琐的文件处理方式。熟练使用这些NIO.2中的类对于进行高效、可靠的文件操作至关重要。
AsynchronousFileChannel实现异步文件I/O操作
AsynchronousFileChannel是Java NIO.2中引入的一个功能强大的类它支持对文件的异步读写操作。这意味着程序可以启动一个读写文件的操作在等待操作完成的同时还能继续执行其他任务。当文件I/O操作实际完成时程序将通过回调或Future对象获得通知。这种机制特别适合于处理大文件或执行密集的I/O操作能显著提高应用程序的响应性和性能。
使用AsynchronousFileChannel
打开AsynchronousFileChannel
要使用AsynchronousFileChannel首先需要打开一个文件通道。可以通过调用open()方法实现这个方法需要一个Path对象和一组OpenOption参数来指定如何打开文件。
Path path Paths.get(example.txt);
AsynchronousFileChannel fileChannel AsynchronousFileChannel.open(path, StandardOpenOption.READ, StandardOpenOption.WRITE);异步读取文件
异步读取文件可以通过read()方法实现这个方法接受一个ByteBuffer作为容器来存储读取的数据一个文件位置指示从哪里开始读取以及一个附件对象和一个CompletionHandler作为回调来处理操作完成或失败的情况。
ByteBuffer buffer ByteBuffer.allocate(1024);
long position 0;fileChannel.read(buffer, position, buffer, new CompletionHandlerInteger, ByteBuffer() {Overridepublic void completed(Integer result, ByteBuffer attachment) {System.out.println(Read done, result result);}Overridepublic void failed(Throwable exc, ByteBuffer attachment) {System.err.println(Read failed);exc.printStackTrace();}
});异步写入文件
异步写入文件与读取类似使用write()方法。这个方法同样需要一个ByteBuffer来提供写入的数据一个文件位置以及一个附件对象和一个CompletionHandler。
String input Hello, Asynchronous World!;
ByteBuffer buffer ByteBuffer.wrap(input.getBytes());
long position 0;fileChannel.write(buffer, position, buffer, new CompletionHandlerInteger, ByteBuffer() {Overridepublic void completed(Integer result, ByteBuffer attachment) {System.out.println(Write done, result result);}Overridepublic void failed(Throwable exc, ByteBuffer attachment) {System.err.println(Write failed);exc.printStackTrace();}
});使用Future处理结果
除了使用CompletionHandlerAsynchronousFileChannel的读写操作也可以返回一个Future对象你可以用它来查询操作的状态或等待操作完成。
ByteBuffer buffer ByteBuffer.allocate(1024);
FutureInteger future fileChannel.read(buffer, 0);// 使用Future等待异步操作完成
Integer result future.get();
System.out.println(Read done, result result);总结
AsynchronousFileChannel提供了一种高效的机制来执行非阻塞的文件I/O操作使得应用程序在进行大量I/O操作时仍能保持高响应性。通过异步操作的回调机制CompletionHandler或Future对象开发者可以灵活地控制程序的流程优化应用性能。掌握AsynchronousFileChannel对于开发高性能的Java应用至关重要。 练习使用选择器Selectors和套接字通道Socket Channels进行网络编程
使用选择器Selectors和套接字通道Socket Channels是Java NIO中处理网络操作的核心机制。它们允许单个线程同时管理多个网络连接这是通过非阻塞I/ONIO实现的。这种模型相比于传统的每个连接使用一个线程的方式如Java IO中的ServerSocket和Socket可以大幅度提高网络应用的可伸缩性和性能。
步骤1: 创建选择器
选择器是Java NIO中的一个组件用于检测一个或多个NIO通道Channel的状态变化例如连接打开、数据到达。首先你需要创建一个选择器实例
Selector selector Selector.open();步骤2: 创建套接字通道
接下来创建一个非阻塞的套接字通道Socket Channel。对于服务器端你需要创建一个ServerSocketChannel并绑定到特定端口。对于客户端创建一个SocketChannel并连接到服务器。
服务器端
ServerSocketChannel serverChannel ServerSocketChannel.open();
serverChannel.configureBlocking(false); // 配置为非阻塞模式
serverChannel.bind(new InetSocketAddress(localhost, 8080));
serverChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);客户端
SocketChannel clientChannel SocketChannel.open();
clientChannel.configureBlocking(false);
clientChannel.connect(new InetSocketAddress(localhost, 8080));
clientChannel.register(selector, SelectionKey.OP_CONNECT);步骤3: 选择器循环
一旦选择器和通道设置完毕你就可以使用选择器循环来等待事件的发生如新连接的接受、数据的读取或写入。
while(true) {selector.select(); // 阻塞直到至少有一个注册的事件发生SetSelectionKey selectedKeys selector.selectedKeys();IteratorSelectionKey keyIterator selectedKeys.iterator();while(keyIterator.hasNext()) {SelectionKey key keyIterator.next();if(key.isAcceptable()) {// 处理接受新连接ServerSocketChannel serverChannel (ServerSocketChannel) key.channel();SocketChannel client serverChannel.accept();client.configureBlocking(false);client.register(selector, SelectionKey.OP_READ);System.out.println(Accepted new connection from client: client);} else if(key.isReadable()) {// 处理读SocketChannel client (SocketChannel) key.channel();ByteBuffer buffer ByteBuffer.allocate(1024);int numRead client.read(buffer);if(numRead 0) {// 处理数据System.out.println(Read data: new String(buffer.array()));} else if(numRead -1) {// 连接已经关闭client.close();}}// 移除已选的键因为已经处理过了keyIterator.remove();}
}步骤4: 数据读取和写入
在选择器循环中当你检测到OP_READ事件时可以从通道中读取数据。同样当你要写入数据到通道时可以注册OP_WRITE事件但在写入数据前通常不需要注册写事件只有在写缓冲区满时才注册OP_WRITE事件完成写操作后取消注册。
// 写数据示例
String message Hello from server!;
ByteBuffer buffer ByteBuffer.wrap(message.getBytes());
clientChannel.write(buffer);总结
通过上述步骤你可以使用选择器和套接字通道在Java中实现高效的网络编程。这种方法相比于传统的阻塞IO模型可以处理成千上万的并发连接是构建高性能网络应用的关键技术之一。实践这些概念将帮助你更好地理解非阻塞IO的工作机制并在实际项目中运用它们。
