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2019-11-10 22:07:04 +08:00

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[TOC]
<!-- File -->
# 第十七章 文件
>在丑陋的 Java I/O 编程方式诞生多年以后，Java终于简化了文件读写的基本操作。
这种"困难方式"的全部细节都在 [Appendix: I/O Streams](./Appendix-IO-Streams.md)。如果你读过这个部分，就会认同 Java 设计者毫不在意他们的使用者的体验这一观念。打开并读取文件对于大多数编程语言来是非常常用的，由于 I/O 糟糕的设计以至于
很少有人能够在不依赖其他参考代码的情况下完成打开文件的操作。
好像 Java 设计者终于意识到了 Java 使用者多年来的痛苦，在 Java7 中对此引入了巨大的改进。这些新元素被放在 **java.nio.file** 包下面，过去人们通常把 **nio** 中的 **n** 理解为 **new** 即新的 **io**，现在更应该当成是 **non-blocking** 非阻塞 **io**(**io**就是*input/output输入/输出*)。**java.nio.file** 库终于将 Java 文件操作带到与其他编程语言相同的水平。最重要的是 Java8 新增的 streams 与文件结合使得文件操作编程变得更加优雅。我们将看一下文件操作的两个基本组件：
1. 文件或者目录的路径；
2. 文件本身。
<!-- File and Directory Paths -->
## 文件和目录路径
一个 **Path** 对象表示一个文件或者目录的路径，是一个跨操作系统（OS）和文件系统的抽象，目的是在构造路径时不必关注底层操作系统，代码可以在不进行修改的情况下运行在不同的操作系统上。**java.nio.file.Paths** 类包含一个重载方法 **static get()**，该方法接受一系列 **String** 字符串或一个*统一资源标识符*(URI)作为参数，并且进行转换返回一个 **Path** 对象：
```java
// files/PathInfo.java
import java.nio.file.*;
import java.net.URI;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
public class PathInfo {
static void show(String id, Object p) {
System.out.println(id + ": " + p);
}
static void info(Path p) {
show("toString", p);
show("Exists", Files.exists(p));
show("RegularFile", Files.isRegularFile(p));
show("Directory", Files.isDirectory(p));
show("Absolute", p.isAbsolute());
show("FileName", p.getFileName());
show("Parent", p.getParent());
show("Root", p.getRoot());
System.out.println("******************");
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println(System.getProperty("os.name"));
info(Paths.get("C:", "path", "to", "nowhere", "NoFile.txt"));
Path p = Paths.get("PathInfo.java");
info(p);
Path ap = p.toAbsolutePath();
info(ap);
info(ap.getParent());
try {
info(p.toRealPath());
} catch(IOException e) {
System.out.println(e);
}
URI u = p.toUri();
System.out.println("URI: " + u);
Path puri = Paths.get(u);
System.out.println(Files.exists(puri));
File f = ap.toFile(); // Don't be fooled
}
}
/* 输出:
Windows 10
toString: C:\path\to\nowhere\NoFile.txt
Exists: false
RegularFile: false
Directory: false
Absolute: true
FileName: NoFile.txt
Parent: C:\path\to\nowhere
Root: C:\
******************
toString: PathInfo.java
Exists: true
RegularFile: true
Directory: false
Absolute: false
FileName: PathInfo.java
Parent: null
Root: null
******************
toString: C:\Users\Bruce\Documents\GitHub\onjava\
ExtractedExamples\files\PathInfo.java
Exists: true
RegularFile: true
Directory: false
Absolute: true
FileName: PathInfo.java
Parent: C:\Users\Bruce\Documents\GitHub\onjava\
ExtractedExamples\files
Root: C:\
******************
toString: C:\Users\Bruce\Documents\GitHub\onjava\
ExtractedExamples\files
Exists: true
RegularFile: false
Directory: true
Absolute: true
FileName: files
Parent: C:\Users\Bruce\Documents\GitHub\onjava\
ExtractedExamples
Root: C:\
******************
toString: C:\Users\Bruce\Documents\GitHub\onjava\
ExtractedExamples\files\PathInfo.java
Exists: true
RegularFile: true
Directory: false
Absolute: true
FileName: PathInfo.java
Parent: C:\Users\Bruce\Documents\GitHub\onjava\
ExtractedExamples\files
Root: C:\
******************
URI: file:///C:/Users/Bruce/Documents/GitHub/onjava/
ExtractedExamples/files/PathInfo.java
true
*/
```
我已经在这一章第一个程序的 **main()** 方法添加了第一行用于展示操作系统的名称，因此你可以看到不同操作系统之间存在哪些差异。理想情况下，差别会相对较小，并且使用 **/** 或者 **\\** 路径分隔符进行分隔。你可以看到我运行在Windows 10 上的程序输出。
当 **toString()** 方法生成完整形式的路径，你可以看到 **getFileName()** 方法总是返回当前文件名。
通过使用 **Files** 工具类(我们接下类将会更多地使用它)，可以测试一个文件是否存在，测试是否是一个"普通"文件还是一个目录等等。"Nofile.txt"这个示例展示我们描述的文件可能并不在指定的位置；这样可以允许你创建一个新的路径。"PathInfo.java"存在于当前目录中，最初它只是没有路径的文件名，但它仍然被检测为"存在"。一旦我们将其转换为绝对路径，我们将会得到一个从"C:"盘(因为我们是在Windows机器下进行测试)开始的完整路径，现在它也拥有一个父路径。“真实”路径的定义在文档中有点模糊，因为它取决于具体的文件系统。例如，如果文件名不区分大小写，即使路径由于大小写的缘故而不是完全相同，也可能得到肯定的匹配结果。在这样的平台上，**toRealPath()** 将返回实际情况下的 **Path**，并且还会删除任何冗余元素。
这里你会看到 **URI** 看起来只能用于描述文件，实际上 **URI** 可以用于描述更多的东西；通过 [维基百科](https://en.wikipedia.org/wiki/Uniform_Resource_Identifier) 可以了解更多细节。现在我们成功地将 **URI** 转为一个 **Path** 对象。
最后，你会在 **Path** 中看到一些有点欺骗的东西，这就是调用 **toFile()** 方法会生成一个 **File** 对象。听起来似乎可以得到一个类似文件的东西(毕竟被称为 **File** )，但是这个方法的存在仅仅是为了向后兼容。虽然看上去应该被称为"路径"，实际上却应该表示目录或者文件本身。这是个非常草率并且令人困惑的命名，但是由于 **java.nio.file** 的存在我们可以安全地忽略它的存在。
### 选取路径部分片段
**Path** 对象可以非常容易地生成路径的某一部分：
```java
// files/PartsOfPaths.java
import java.nio.file.*;
public class PartsOfPaths {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(System.getProperty("os.name"));
Path p = Paths.get("PartsOfPaths.java").toAbsolutePath();
for(int i = 0; i < p.getNameCount(); i++)
System.out.println(p.getName(i));
System.out.println("ends with '.java': " +
p.endsWith(".java"));
for(Path pp : p) {
System.out.print(pp + ": ");
System.out.print(p.startsWith(pp) + " : ");
System.out.println(p.endsWith(pp));
}
System.out.println("Starts with " + p.getRoot() + " " + p.startsWith(p.getRoot()));
}
}
/* 输出:
Windows 10
Users
Bruce
Documents
GitHub
on-java
ExtractedExamples
files
PartsOfPaths.java
ends with '.java': false
Users: false : false
Bruce: false : false
Documents: false : false
GitHub: false : false
on-java: false : false
ExtractedExamples: false : false
files: false : false
PartsOfPaths.java: false : true
Starts with C:\ true
*/
```
可以通过 **getName()** 来索引 **Path** 的各个部分，直到达到上限 **getNameCount()**。**Path** 也实现了 **Iterable** 接口，因此我们也可以通过增强的 for-each 进行遍历。请注意，即使路径以 **.java** 结尾，使用 **endsWith()** 方法也会返回 **false**。这是因为使用 **endsWith()** 比较的是整个路径部分，而不会包含文件路径的后缀。通过使用 **startsWith()** 和 **endsWith()** 也可以完成路径的遍历。但是我们可以看到，遍历 **Path** 对象并不包含根路径，只有使用 **startsWith()** 检测根路径时才会返回 **true**。
### 路径分析
**Files** 工具类包含一系列完整的方法用于获得 **Path** 相关的信息。
```java
// files/PathAnalysis.java
import java.nio.file.*;
import java.io.IOException;
public class PathAnalysis {
static void say(String id, Object result) {
System.out.print(id + ": ");
System.out.println(result);
}
public static void main(String[] args) throws IOException {
System.out.println(System.getProperty("os.name"));
Path p = Paths.get("PathAnalysis.java").toAbsolutePath();
say("Exists", Files.exists(p));
say("Directory", Files.isDirectory(p));
say("Executable", Files.isExecutable(p));
say("Readable", Files.isReadable(p));
say("RegularFile", Files.isRegularFile(p));
say("Writable", Files.isWritable(p));
say("notExists", Files.notExists(p));
say("Hidden", Files.isHidden(p));
say("size", Files.size(p));
say("FileStore", Files.getFileStore(p));
say("LastModified: ", Files.getLastModifiedTime(p));
say("Owner", Files.getOwner(p));
say("ContentType", Files.probeContentType(p));
say("SymbolicLink", Files.isSymbolicLink(p));
if(Files.isSymbolicLink(p))
say("SymbolicLink", Files.readSymbolicLink(p));
if(FileSystems.getDefault().supportedFileAttributeViews().contains("posix"))
say("PosixFilePermissions",
Files.getPosixFilePermissions(p));
}
}
/* 输出:
Windows 10
Exists: true
Directory: false
Executable: true
Readable: true
RegularFile: true
Writable: true
notExists: false
Hidden: false
size: 1631
FileStore: SSD (C:)
LastModified: : 2017-05-09T12:07:00.428366Z
Owner: MINDVIEWTOSHIBA\Bruce (User)
ContentType: null
SymbolicLink: false
*/
```
在调用最后一个测试方法 **getPosixFilePermissions()** 之前我们需要确认一下当前文件系统是否支持 **Posix** 接口，否则会抛出运行时异常。
### **Paths**的增减修改
我们必须能通过对 **Path** 对象增加或者删除一部分来构造一个新的 **Path** 对象。我们使用 **relativize()** 移除 **Path** 的根路径，使用 **resolve()** 添加 **Path** 的尾路径(不一定是“可发现”的名称)。
对于下面代码中的示例，我使用 **relativize()** 方法从所有的输出中移除根路径，部分原因是为了示范，部分原因是为了简化输出结果，这说明你可以使用该方法将绝对路径转为相对路径。
这个版本的代码中包含 **id**，以便于跟踪输出结果：
```java
// files/AddAndSubtractPaths.java
import java.nio.file.*;
import java.io.IOException;
public class AddAndSubtractPaths {
static Path base = Paths.get("..", "..", "..").toAbsolutePath().normalize();
static void show(int id, Path result) {
if(result.isAbsolute())
System.out.println("(" + id + ")r " + base.relativize(result));
else
System.out.println("(" + id + ") " + result);
try {
System.out.println("RealPath: " + result.toRealPath());
} catch(IOException e) {
System.out.println(e);
}
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println(System.getProperty("os.name"));
System.out.println(base);
Path p = Paths.get("AddAndSubtractPaths.java").toAbsolutePath();
show(1, p);
Path convoluted = p.getParent().getParent()
.resolve("strings").resolve("..")
.resolve(p.getParent().getFileName());
show(2, convoluted);
show(3, convoluted.normalize());
Path p2 = Paths.get("..", "..");
show(4, p2);
show(5, p2.normalize());
show(6, p2.toAbsolutePath().normalize());
Path p3 = Paths.get(".").toAbsolutePath();
Path p4 = p3.resolve(p2);
show(7, p4);
show(8, p4.normalize());
Path p5 = Paths.get("").toAbsolutePath();
show(9, p5);
show(10, p5.resolveSibling("strings"));
show(11, Paths.get("nonexistent"));
}
}
/* 输出:
Windows 10
C:\Users\Bruce\Documents\GitHub
(1)r onjava\
ExtractedExamples\files\AddAndSubtractPaths.java
RealPath: C:\Users\Bruce\Documents\GitHub\onjava\
ExtractedExamples\files\AddAndSubtractPaths.java
(2)r on-java\ExtractedExamples\strings\..\files
RealPath: C:\Users\Bruce\Documents\GitHub\onjava\
ExtractedExamples\files
(3)r on-java\ExtractedExamples\files
RealPath: C:\Users\Bruce\Documents\GitHub\onjava\
ExtractedExamples\files
(4) ..\..
RealPath: C:\Users\Bruce\Documents\GitHub\on-java
(5) ..\..
RealPath: C:\Users\Bruce\Documents\GitHub\on-java
(6)r on-java
RealPath: C:\Users\Bruce\Documents\GitHub\on-java
(7)r on-java\ExtractedExamples\files\.\..\..
RealPath: C:\Users\Bruce\Documents\GitHub\on-java
(8)r on-java
RealPath: C:\Users\Bruce\Documents\GitHub\on-java
(9)r on-java\ExtractedExamples\files
RealPath: C:\Users\Bruce\Documents\GitHub\onjava\
ExtractedExamples\files
(10)r on-java\ExtractedExamples\strings
RealPath: C:\Users\Bruce\Documents\GitHub\onjava\
ExtractedExamples\strings
(11) nonexistent
java.nio.file.NoSuchFileException:
C:\Users\Bruce\Documents\GitHub\onjava\
ExtractedExamples\files\nonexistent
*/
```
我还为 **toRealPath()** 添加了更多的测试，这是为了扩展和规则化，防止路径不存在时抛出运行时异常。
<!-- Directories -->
## 目录
**Files** 工具类包含大部分我们需要的目录操作和文件操作方法。出于某种原因，它们没有包含删除目录树相关的方法，因此我们将实现并将其添加到 **onjava** 库中。
```java
// onjava/RmDir.java
package onjava;
import java.nio.file.*;
import java.nio.file.attribute.BasicFileAttributes;
import java.io.IOException;
public class RmDir {
public static void rmdir(Path dir) throws IOException {
Files.walkFileTree(dir, new SimpleFileVisitor<Path>() {
@Override
public FileVisitResult visitFile(Path file, BasicFileAttributes attrs) throws IOException {
Files.delete(file);
return FileVisitResult.CONTINUE;
}
@Override
public FileVisitResult postVisitDirectory(Path dir, IOException exc) throws IOException {
Files.delete(dir);
return FileVisitResult.CONTINUE;
}
});
}
}
```
删除目录树的方法实现依赖于 **Files.walkFileTree()**，"walking" 目录树意味着遍历每个子目录和文件。*Visitor* 设计模式提供了一种标准机制来访问集合中的每个对象，然后你需要提供在每个对象上执行的操作。
此操作的定义取决于实现的 **FileVisitor** 的四个抽象方法，包括：
1. **preVisitDirectory()**：在访问目录中条目之前在目录上运行。
2. **visitFile()**：运行目录中的每一个文件。
3. **visitFileFailed()**：调用无法访问的文件。
4. **postVisitDirectory()**：在访问目录中条目之后在目录上运行，包括所有的子目录。
为了简化，**java.nio.file.SimpleFileVisitor** 提供了所有方法的默认实现。这样，在我们的匿名内部类中，我们只需要重写非标准行为的方法：**visitFile()** 和 **postVisitDirectory()** 实现删除文件和删除目录。两者都应该返回标志位决定是否继续访问(这样就可以继续访问，直到找到所需要的)。
作为探索目录操作的一部分，现在我们可以有条件地删除已存在的目录。在以下例子中，**makeVariant()** 接受基本目录测试，并通过旋转部件列表生成不同的子目录路径。这些旋转与路径分隔符 **sep** 使用 **String.join()** 贴在一起，然后返回一个 **Path** 对象。
```java
// files/Directories.java
import java.util.*;
import java.nio.file.*;
import onjava.RmDir;
public class Directories {
static Path test = Paths.get("test");
static String sep = FileSystems.getDefault().getSeparator();
static List<String> parts = Arrays.asList("foo", "bar", "baz", "bag");
static Path makeVariant() {
Collections.rotate(parts, 1);
return Paths.get("test", String.join(sep, parts));
}
static void refreshTestDir() throws Exception {
if(Files.exists(test))
RmDir.rmdir(test);
if(!Files.exists(test))
Files.createDirectory(test);
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
refreshTestDir();
Files.createFile(test.resolve("Hello.txt"));
Path variant = makeVariant();
// Throws exception (too many levels):
try {
Files.createDirectory(variant);
} catch(Exception e) {
System.out.println("Nope, that doesn't work.");
}
populateTestDir();
Path tempdir = Files.createTempDirectory(test, "DIR_");
Files.createTempFile(tempdir, "pre", ".non");
Files.newDirectoryStream(test).forEach(System.out::println);
System.out.println("*********");
Files.walk(test).forEach(System.out::println);
}
static void populateTestDir() throws Exception {
for(int i = 0; i < parts.size(); i++) {
Path variant = makeVariant();
if(!Files.exists(variant)) {
Files.createDirectories(variant);
Files.copy(Paths.get("Directories.java"),
variant.resolve("File.txt"));
Files.createTempFile(variant, null, null);
}
}
}
}
/* 输出:
Nope, that doesn't work.
test\bag
test\bar
test\baz
test\DIR_5142667942049986036
test\foo
test\Hello.txt
*********
test
test\bag
test\bag\foo
test\bag\foo\bar
test\bag\foo\bar\baz
test\bag\foo\bar\baz\8279660869874696036.tmp
test\bag\foo\bar\baz\File.txt
test\bar
test\bar\baz
test\bar\baz\bag
test\bar\baz\bag\foo
test\bar\baz\bag\foo\1274043134240426261.tmp
test\bar\baz\bag\foo\File.txt
test\baz
test\baz\bag
test\baz\bag\foo
test\baz\bag\foo\bar
test\baz\bag\foo\bar\6130572530014544105.tmp
test\baz\bag\foo\bar\File.txt
test\DIR_5142667942049986036
test\DIR_5142667942049986036\pre7704286843227113253.non
test\foo
test\foo\bar
test\foo\bar\baz
test\foo\bar\baz\bag
test\foo\bar\baz\bag\5412864507741775436.tmp
test\foo\bar\baz\bag\File.txt
test\Hello.txt
*/
```
首先，**refreshTestDir()** 用于检测 **test** 目录是否已经存在。若存在，则使用我们新工具类 **rmdir()** 删除其整个目录。检查是否 **exists** 是多余的，但我想说明一点，因为如果你对于已经存在的目录调用 **createDirectory()** 将会抛出异常。**createFile()** 使用参数 **Path** 创建一个空文件; **resolve()** 将文件名添加到 **test Path** 的末尾。
我们尝试使用 **createDirectory()** 来创建多级路径，但是这样会抛出异常，因为这个方法只能创建单级路径。我已经将 **populateTestDir()** 作为一个单独的方法，因为它将在后面的例子中被重用。对于每一个变量 **variant**，我们都能使用 **createDirectories()** 创建完整的目录路径，然后使用此文件的副本以不同的目标名称填充该终端目录。然后我们使用 **createTempFile()** 生成一个临时文件。
在调用 **populateTestDir()** 之后，我们在 **test** 目录下面下面创建一个临时目录。请注意，**createTempDirectory()** 只有名称的前缀选项。与 **createTempFile()** 不同，我们再次使用它将临时文件放入新的临时目录中。你可以从输出中看到，如果未指定后缀，它将默认使用".tmp"作为后缀。
为了展示结果，我们首次使用看起来很有希望的 **newDirectoryStream()**，但事实证明这个方法只是返回 **test** 目录内容的 Stream 流，并没有更多的内容。要获取目录树的全部内容的流，请使用 **Files.walk()**。
<!-- File Systems -->
## 文件系统
为了完整起见，我们需要一种方法查找文件系统相关的其他信息。在这里，我们使用静态的 **FileSystems** 工具类获取"默认"的文件系统，但你同样也可以在 **Path** 对象上调用 **getFileSystem()** 以获取创建该 **Path** 的文件系统。你可以获得给定 *URI* 的文件系统，还可以构建新的文件系统(对于支持它的操作系统)。
```java
// files/FileSystemDemo.java
import java.nio.file.*;
public class FileSystemDemo {
static void show(String id, Object o) {
System.out.println(id + ": " + o);
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println(System.getProperty("os.name"));
FileSystem fsys = FileSystems.getDefault();
for(FileStore fs : fsys.getFileStores())
show("File Store", fs);
for(Path rd : fsys.getRootDirectories())
show("Root Directory", rd);
show("Separator", fsys.getSeparator());
show("UserPrincipalLookupService",
fsys.getUserPrincipalLookupService());
show("isOpen", fsys.isOpen());
show("isReadOnly", fsys.isReadOnly());
show("FileSystemProvider", fsys.provider());
show("File Attribute Views",
fsys.supportedFileAttributeViews());
}
}
/* 输出:
Windows 10
File Store: SSD (C:)
Root Directory: C:\
Root Directory: D:\
Separator: \
UserPrincipalLookupService:
sun.nio.fs.WindowsFileSystem$LookupService$1@15db9742
isOpen: true
isReadOnly: false
FileSystemProvider:
sun.nio.fs.WindowsFileSystemProvider@6d06d69c
File Attribute Views: [owner, dos, acl, basic, user]
*/
```
一个 **FileSystem** 对象也能生成 **WatchService** 和 **PathMatcher** 对象，将会在接下来两章中详细讲解。
<!-- Watching a Path -->
## 路径监听
通过 **WatchService** 可以设置一个进程对目录中的更改做出响应。在这个例子中，**delTxtFiles()** 作为一个单独的任务执行，该任务将遍历整个目录并删除以 **.txt** 结尾的所有文件，**WatchService** 会对文件删除操作做出反应：
```java
// files/PathWatcher.java
// {ExcludeFromGradle}
import java.io.IOException;
import java.nio.file.*;
import static java.nio.file.StandardWatchEventKinds.*;
import java.util.concurrent.*;
public class PathWatcher {
static Path test = Paths.get("test");
static void delTxtFiles() {
try {
Files.walk(test)
.filter(f ->
f.toString()
.endsWith(".txt"))
.forEach(f -> {
try {
System.out.println("deleting " + f);
Files.delete(f);
} catch(IOException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
});
} catch(IOException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
Directories.refreshTestDir();
Directories.populateTestDir();
Files.createFile(test.resolve("Hello.txt"));
WatchService watcher = FileSystems.getDefault().newWatchService();
test.register(watcher, ENTRY_DELETE);
Executors.newSingleThreadScheduledExecutor()
.schedule(PathWatcher::delTxtFiles,
250, TimeUnit.MILLISECONDS);
WatchKey key = watcher.take();
for(WatchEvent evt : key.pollEvents()) {
System.out.println("evt.context(): " + evt.context() +
"\nevt.count(): " + evt.count() +
"\nevt.kind(): " + evt.kind());
System.exit(0);
}
}
}
/* Output:
deleting test\bag\foo\bar\baz\File.txt
deleting test\bar\baz\bag\foo\File.txt
deleting test\baz\bag\foo\bar\File.txt
deleting test\foo\bar\baz\bag\File.txt
deleting test\Hello.txt
evt.context(): Hello.txt
evt.count(): 1
evt.kind(): ENTRY_DELETE
*/
```
**delTxtFiles()** 中的 **try** 代码块看起来有些多余，因为它们捕获的是同一种类型的异常，外部的 **try** 语句似乎已经足够了。然而出于某种原因，Java 要求两者都必须存在(这也可能是一个 bug)。还要注意的是在 **filter()** 中，我们必须显式地使用 **f.toString()** 转为字符串，否则我们调用 **endsWith()** 将会与整个 **Path** 对象进行比较，而不是路径名称字符串的一部分进行比较。
一旦我们从 **FileSystem** 中得到了 **WatchService** 对象，我们将其注册到 **test** 路径以及我们感兴趣的项目的变量参数列表中，可以选择 **ENTRY_CREATE**，**ENTRY_DELETE** 或 **ENTRY_MODIFY**(其中创建和删除不属于修改)。
因为接下来对 **watcher.take()** 的调用会在发生某些事情之前停止所有操作，所以我们希望 **deltxtfiles()** 能够并行运行以便生成我们感兴趣的事件。为了实现这个目的，我通过调用 **Executors.newSingleThreadScheduledExecutor()** 产生一个 **ScheduledExecutorService** 对象，然后调用 **schedule()** 方法传递所需函数的方法引用，并且设置在运行之前应该等待的时间。
此时，**watcher.take()** 将等待并阻塞在这里。当目标事件发生时，会返回一个包含 **WatchEvent** 的 **Watchkey** 对象。展示的这三种方法是能对 **WatchEvent** 执行的全部操作。
查看输出的具体内容。即使我们正在删除以 **.txt** 结尾的文件，在 **Hello.txt** 被删除之前，**WatchService** 也不会被触发。你可能认为，如果说"监视这个目录"，自然会包含整个目录和下面子目录，但实际上的：只会监视给定的目录，而不是下面的所有内容。如果需要监视整个树目录，必须在整个树的每个子目录上放置一个 **Watchservice**。
```java
// files/TreeWatcher.java
// {ExcludeFromGradle}
import java.io.IOException;
import java.nio.file.*;
import static java.nio.file.StandardWatchEventKinds.*;
import java.util.concurrent.*;
public class TreeWatcher {
static void watchDir(Path dir) {
try {
WatchService watcher =
FileSystems.getDefault().newWatchService();
dir.register(watcher, ENTRY_DELETE);
Executors.newSingleThreadExecutor().submit(() -> {
try {
WatchKey key = watcher.take();
for(WatchEvent evt : key.pollEvents()) {
System.out.println(
"evt.context(): " + evt.context() +
"\nevt.count(): " + evt.count() +
"\nevt.kind(): " + evt.kind());
System.exit(0);
}
} catch(InterruptedException e) {
return;
}
});
} catch(IOException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
Directories.refreshTestDir();
Directories.populateTestDir();
Files.walk(Paths.get("test"))
.filter(Files::isDirectory)
.forEach(TreeWatcher::watchDir);
PathWatcher.delTxtFiles();
}
}
/* Output:
deleting test\bag\foo\bar\baz\File.txt
deleting test\bar\baz\bag\foo\File.txt
evt.context(): File.txt
evt.count(): 1
evt.kind(): ENTRY_DELETE
*/
```
在 **watchDir()** 方法中给 **WatchSevice** 提供参数 **ENTRY_DELETE**，并启动一个独立的线程来监视该**Watchservice**。这里我们没有使用 **schedule()** 进行启动，而是使用 **submit()** 启动线程。我们遍历整个目录树，并将 **watchDir()** 应用于每个子目录。现在，当我们运行 **deltxtfiles()** 时，其中一个 **Watchservice** 会检测到每一次文件删除。
<!-- Finding Files -->
## 文件查找
到目前为止，为了找到文件，我们一直使用相当粗糙的方法，在 `path` 上调用 `toString()`，然后使用 `string` 操作查看结果。事实证明，`java.nio.file` 有更好的解决方案：通过在 `FileSystem` 对象上调用 `getPathMatcher()` 获得一个 `PathMatcher`，然后传入您感兴趣的模式。模式有两个选项：`glob` 和 `regex`。`glob` 比较简单，实际上功能非常强大，因此您可以使用 `glob` 解决许多问题。如果您的问题更复杂，可以使用 `regex`，这将在接下来的 `Strings` 一章中解释。
在这里，我们使用 `glob` 查找以 `.tmp` 或 `.txt` 结尾的所有 `Path`：
```java
// files/Find.java
// {ExcludeFromGradle}
import java.nio.file.*;
public class Find {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Path test = Paths.get("test");
Directories.refreshTestDir();
Directories.populateTestDir();
// Creating a *directory*, not a file:
Files.createDirectory(test.resolve("dir.tmp"));
PathMatcher matcher = FileSystems.getDefault()
.getPathMatcher("glob:**/*.{tmp,txt}");
Files.walk(test)
.filter(matcher::matches)
.forEach(System.out::println);
System.out.println("***************");
PathMatcher matcher2 = FileSystems.getDefault()
.getPathMatcher("glob:*.tmp");
Files.walk(test)
.map(Path::getFileName)
.filter(matcher2::matches)
.forEach(System.out::println);
System.out.println("***************");
Files.walk(test) // Only look for files
.filter(Files::isRegularFile)
.map(Path::getFileName)
.filter(matcher2::matches)
.forEach(System.out::println);
}
}
/* Output:
test\bag\foo\bar\baz\5208762845883213974.tmp
test\bag\foo\bar\baz\File.txt
test\bar\baz\bag\foo\7918367201207778677.tmp
test\bar\baz\bag\foo\File.txt
test\baz\bag\foo\bar\8016595521026696632.tmp
test\baz\bag\foo\bar\File.txt
test\dir.tmp
test\foo\bar\baz\bag\5832319279813617280.tmp
test\foo\bar\baz\bag\File.txt
***************
5208762845883213974.tmp
7918367201207778677.tmp
8016595521026696632.tmp
dir.tmp
5832319279813617280.tmp
***************
5208762845883213974.tmp
7918367201207778677.tmp
8016595521026696632.tmp
5832319279813617280.tmp
*/
```
在 `matcher` 中，`glob` 表达式开头的 `**/` 表示“当前目录及所有子目录”，这在当你不仅仅要匹配当前目录下特定结尾的 `Path` 时非常有用。单 `*` 表示“任何东西”，然后是一个点，然后大括号表示一系列的可能性---我们正在寻找以 `.tmp` 或 `.txt` 结尾的东西。您可以在 `getPathMatcher()` 文档中找到更多详细信息。
`matcher2` 只使用 `*.tmp`，通常不匹配任何内容，但是添加 `map()` 操作会将完整路径减少到末尾的名称。
注意，在这两种情况下，输出中都会出现 `dir.tmp`，即使它是一个目录而不是一个文件。要只查找文件，必须像在最后 `files.walk()` 中那样对其进行筛选。
<!-- Reading & Writing Files -->
## 文件读写
此时，我们可以对路径和目录做任何事情。 现在让我们看一下操纵文件本身的内容。
如果一个文件很“小”，也就是说“它运行得足够快且占用内存小”，那么 `java.nio.file.Files` 类中的实用程序将帮助你轻松读写文本和二进制文件。
`Files.readAllLines()` 一次读取整个文件（因此，“小”文件很有必要），产生一个`List<String>`。 对于示例文件，我们将重用`streams/Cheese.dat`：
```java
// files/ListOfLines.java
import java.util.*;
import java.nio.file.*;
public class ListOfLines {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Files.readAllLines(
Paths.get("../streams/Cheese.dat"))
.stream()
.filter(line -> !line.startsWith("//"))
.map(line ->
line.substring(0, line.length()/2))
.forEach(System.out::println);
}
}
/* Output:
Not much of a cheese
Finest in the
And what leads you
Well, it's
It's certainly uncon
*/
```
跳过注释行，其余的内容每行只打印一半。 这实现起来很简单：你只需将 `Path` 传递给 `readAllLines()` （以前的 java 实现这个功能很复杂）。`readAllLines()` 有一个重载版本，包含一个 `Charset` 参数来存储文件的 Unicode 编码。
`Files.write()` 被重载以写入 `byte` 数组或任何 `Iterable` 对象（它也有 `Charset` 选项）：
```java
// files/Writing.java
import java.util.*;
import java.nio.file.*;
public class Writing {
static Random rand = new Random(47);
static final int SIZE = 1000;
public static void main(String[] args) throws Exception {
// Write bytes to a file:
byte[] bytes = new byte[SIZE];
rand.nextBytes(bytes);
Files.write(Paths.get("bytes.dat"), bytes);
System.out.println("bytes.dat: " + Files.size(Paths.get("bytes.dat")));
// Write an iterable to a file:
List<String> lines = Files.readAllLines(
Paths.get("../streams/Cheese.dat"));
Files.write(Paths.get("Cheese.txt"), lines);
System.out.println("Cheese.txt: " + Files.size(Paths.get("Cheese.txt")));
}
}
/* Output:
bytes.dat: 1000
Cheese.txt: 199
*/
```
我们使用 `Random` 来创建一个随机的 `byte` 数组; 你可以看到生成的文件大小是 1000。
一个 `List` 被写入文件，任何 `Iterable` 对象也可以这么做。
如果文件大小有问题怎么办？ 比如说：
1. 文件太大，如果你一次性读完整个文件，你可能会耗尽内存。
2. 您只需要在文件的中途工作以获得所需的结果，因此读取整个文件会浪费时间。
`Files.lines()` 方便地将文件转换为行的 `Stream`：
```java
// files/ReadLineStream.java
import java.nio.file.*;
public class ReadLineStream {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Files.lines(Paths.get("PathInfo.java"))
.skip(13)
.findFirst()
.ifPresent(System.out::println);
}
}
/* Output:
show("RegularFile", Files.isRegularFile(p));
*/
```
这对本章中第一个示例代码做了流式处理，跳过 13 行，然后选择下一行并将其打印出来。
`Files.lines()` 对于把文件处理行的传入流时非常有用，但是如果你想在 `Stream` 中读取，处理或写入怎么办？这就需要稍微复杂的代码：
```java
// files/StreamInAndOut.java
import java.io.*;
import java.nio.file.*;
import java.util.stream.*;
public class StreamInAndOut {
public static void main(String[] args) {
try(
Stream<String> input =
Files.lines(Paths.get("StreamInAndOut.java"));
PrintWriter output =
new PrintWriter("StreamInAndOut.txt")
) {
input.map(String::toUpperCase)
.forEachOrdered(output::println);
} catch(Exception e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
```
因为我们在同一个块中执行所有操作，所以这两个文件都可以在相同的 try-with-resources 语句中打开。`PrintWriter` 是一个旧式的 `java.io` 类，允许你“打印”到一个文件，所以它是这个应用的理想选择。如果你看一下 `StreamInAndOut.txt`，你会发现它里面的内容确实是大写的。
<!-- Summary -->
## 本章小结
虽然本章对文件和目录操作做了相当全面的介绍，但是仍然有没被介绍的类库中的功能——一定要研究 `java.nio.file` 的 Javadocs，尤其是 `java.nio.file.Files` 这个类。
Java 7 和 8 对于处理文件和目录的类库做了大量改进。如果您刚刚开始使用 Java，那么您很幸运。在过去，它令人非常不愉快，我确信 Java 设计者以前对于文件操作不够重视才没做简化。对于初学者来说这是一件很棒的事，对于教学者来说也一样。我不明白为什么花了这么长时间来解决这个明显的问题，但不管怎么说它被解决了，我很高兴。使用文件现在很简单，甚至很有趣，这是你以前永远想不到的。
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