Java IO 中的文件操作

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File

File类位于JDK的java.io这个包下。
一个File类既可以代表一个文件，也可以代表一个目录。

构造器

要使用File，首先需要通过构造器构造它的一个实例

File file1 = new File("/a/b");
File file2 = new File("C:\\a\\b.dat");

构造File类需要给它指定一个路径，比如上面代码中的/a/b，C:\\a\\b.dat.
路径可以代表一个文件，也可以代表一个目录。

路径分隔符依据操作系统的不同而不同，在类Unix系统中，分隔符是/，而在windows操作系统中，分隔符是\\，如果在代码中以硬编码的方式写死了路径分隔符，那么代码的可移植性就不高。可以通过File.separator或者是File.separatorChar来获取当前操作系统的路径分隔符。

File的构造器中的路径参数也支持绝对路径和相对路径，像上面的代码用的是绝对路径。那么相对路径相对的是哪个路径呢？Java会默认采用user.dir作为当前路径，可以通过System.getProperty("user.dir")来得到这个路径，这个路径也是JVM启动时所在的路径。

File也提供了另外一种构造器：

File(String parent, String child)
File(File parent, String child)

这两个构造器可以让你在构造文件或目录时指定它的父目录。

路径与名字

File类包含了诸多获取路径和路径名字的方法，这些方法看似差别不大却又别有洞天，可以通过下面几段代码来看看区别：

执行以下代码

File file = new File(".");
System.out.println("Absolute path = " + file.getAbsolutePath());
System.out.println("Canonical path = " + file.getCanonicalPath());
System.out.println("Name = " + file.getName());
System.out.println("Parent = " + file.getParent());
System.out.println("Path = " + file.getPath());
System.out.println("Is absolute = " + file.isAbsolute());

得到的结果是：

Absolute path = C:\prj\books\io\ch02\code\PathInfo\.
Canonical path = C:\prj\books\io\ch02\code\PathInfo
Name = .
Parent = null
Path = .
Is absolute = false

执行以下代码：

File file = new File("C:\reports\2015\..\2014\February");
System.out.println("Absolute path = " + file.getAbsolutePath());
System.out.println("Canonical path = " + file.getCanonicalPath());
System.out.println("Name = " + file.getName());
System.out.println("Parent = " + file.getParent());
System.out.println("Path = " + file.getPath());
System.out.println("Is absolute = " + file.isAbsolute());

得到的结果是：

Absolute path = C:\reports\2015\..\2014\February
Canonical path = C:\reports\2014\February
Name = February
Parent = C:\reports\2015\..\2014
Path = C:\reports\2015\..\2014\February
Is absolute = true

执行以下代码：

File file = new File("");
System.out.println("Absolute path = " + file.getAbsolutePath());
System.out.println("Canonical path = " + file.getCanonicalPath());
System.out.println("Name = " + file.getName());
System.out.println("Parent = " + file.getParent());
System.out.println("Path = " + file.getPath());
System.out.println("Is absolute = " + file.isAbsolute());

得到的结果是：

Absolute path = C:\prj\books\io\ch02\code\PathInfo
Canonical path = C:\prj\books\io\ch02\code\PathInfo
Name =
Parent = null
Path =
Is absolute = false

从这里可以看出来，file.getAbsolutePath()会把相对路径的信息也打印出来，读起来并不是非常直观的，而file.getCanonicalPath()总是以对人类阅读友好的方式打印路径。
如果File的入参是绝对路径，那么getName和getPath只打印入参，并且getParent为null。

得到文件/目录信息

前面说过，File可以是一个文件，也可以代表一个目录，如何知道File代表的是哪一个呢？通过以下两个方法就可以知道

• boolean isDirectory()
• boolean isFile()

有时候我们想知道File代表的那个文件或目录是否在文件系统中存在，boolean exists()会告诉你。
在类Unix文件系统中，隐藏文件通常以.开头，比如用户的home目录下的.bash_profile，同样在windows中也会有隐藏文件，可通过isHidden()来判断一个文件是否是隐藏文件。通过length()可以获得文件的大小，通过lastModified()可以获得文件的最后修改时间，这个时间是距离(1970,1,1)的毫秒数。通常可以通过比较一个文件的最后修改时间来判断文件是否被修改过。

列举某个目录

可通过File[] listRoots()来列举当前文件系统的根目录。
在windows下，就是列出所有的盘符：

C:\
D:\
E:\
F:\

在Unix中，只有一个，那就是/。

如果要列出某个特定目录下的文件和目录呢，有以下方法：

String[] list()
String[] list(FilenameFilter filter)
File[] listFiles()
File[] listFiles(FileFilter filter)
File[] listFiles(FilenameFilter filter)

以上方法中，返回String[]的，则是列举出所有文件或目录的名字。返回File[]的，则是所有文件或目录所代表的File对象。
FileFilter和FilenameFilter是过滤器，能让你在列举目录时选择过滤掉哪些文件或目录。

获取磁盘空间信息

File提供了三个方法可以让你得知某个分区的磁盘空间的信息：

long getFreeSpace() //获取剩余空间
long getTotalSpace() //获取总空间大小
long getUsableSpace() //获取剩余可用空间

尽管getFreeSpace和getUsableSpace看起来差不多，但实际上是有差别的，getUsableSpace会进行更多细致的检查，比如当前JVM进程是否对该目录有写权限，以及另外一些操作系统的限制等，但getFreeSpace和getUsableSpace返回的值只能当做一个参考值，因为有可能有其他的进程正在读写这个磁盘空间。
下面是一个例子：

File[] roots = File.listRoots();
for (File root: roots) {
    System.out.println("Partition: " + root);
    System.out.println("Free space on this partition = " +
    root.getFreeSpace());
    System.out.println("Usable space on this partition = " +
    root.getUsableSpace());
    System.out.println("Total space on this partition = " +
    root.getTotalSpace());
    System.out.println("***");
}

输出结果为：

Partition: C:\
Free space on this partition = 143271129088
Usable space on this partition = 143271129088
Total space on this partition = 499808989184
***
Partition: D:\
Free space on this partition = 0
Usable space on this partition = 0
Total space on this partition = 0
***
Partition: E:\
Free space on this partition = 733418569728
Usable space on this partition = 733418569728
Total space on this partition = 1000169533440
***
Partition: F:\
Free space on this partition = 33728192512
Usable space on this partition = 33728192512
Total space on this partition = 64021835776
***

对文件或目录进行修改

如果想创建一个文件，使用boolean createNewFile()将会创建一个新的空文件，同样，创建一个目录可以用boolean mkdir() 或者boolean mkdirs() ，如果中间目录不存在，后者会创建好所有中间目录，而前者将会报错某个目录不存在。

有时候你希望创建一个临时文件，可以使用static File createTempFile(String prefix, String suffix)，这个方法将会默认把临时文件放在用户的临时文件夹中，如果你想指定临时文件存放的地方，可以使用static File createTempFile(String prefix, String suffix, File directory)指定该目录。

文件权限

从Java 1.6开始，增加了对文件权限修改的接口。

boolean setExecutable(boolean executable)
boolean setExecutable(boolean executable, boolean ownerOnly)
boolean setReadable(boolean readable)
boolean setReadable(boolean readable, boolean ownerOnly)
boolean setWritable(boolean writable)
and boolean setWritable(boolean writable boolean ownerOnly)

同时提供以下接口获取文件权限信息：

boolean canRead()
boolean canWrite()
boolean canExecute()

RandomAccessFile

对文件的读取，既可以按顺序，也可以以任意顺序来读取。
RandomAccessFile提供这样一种功能。其保存一个指向当前文件位置的指针，可以通过调整指针的位置，读取一个文件中任意的内容。通过一段简单的代码来有个大体的认识：

RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("abc.log", "r");
int logIndex = 10;
raf.seek(logIndex);
//接下来通过raf进行文件操作

构造器

RandomAccessFile提供了两个构造器

RandomAccessFile(File file, String mode)
RandomAccessFile(String path, String mode)

模式

通过RandomAccessFile打开一个文件需要指定打开的模式，构造参数中的mode有四种模式可以选择：

1. "r"，以只读的方式打开一个已存在的文件，不可对文件进行写操作。
2. "rw"，以读写的方式打开一个已存在的文件，若文件不存在，则创建一个，可对该文件进行读写操作。
3. "rwd"，除了具有"rw"的特点外，这个模式要求对文件内容的每一个更新都会同步更新至底层的物理存储。
4. "rws"，除了具有"rw"的特点外，这个模式要求对文件内容和文件元数据的每一个更新都会同步更新至底层的物理存储。

文件的元数据并非指文件的内容本身，文件的大小以及文件的最后修改时间等等算是元数据的一部分

显然，如果指定了rwd或rws模式，那么对于文件的操作将会相对比较慢一些。

读写

RandomAccessFile内部维护了一个指针，指向当前读取或者写入的位置，当通过RandomAccessFile打开一个已存在的文件或者创建一个新文件时，指针自动指向下标为0的位置。进行写入操作时，如果指针已经指向文件的末尾，那么文件的大小将会被扩大。

当需要进行读取或者写入时，首先通过void seek(long pos)将文件的指针指向你想要读取或写入的位置，读取时有以下常用的方法可以进行读取：

• int read() //读取下一个字节
• int read(byte[] b) //将读取的字节装入b数组中
• char readChar() //读取两个字节，并将其转型为char类型
• int readInt() //读取四个字节，并将其转型为int类型

写入时有以下方法：

• void write(int b) //将b的低八位写入
• void writeChars(String s) //将字符串s所代表的字节写入
• void write(byte[] b) //将字节数组b写入
• void writeInt(int i) //写入4个字节的i

除了读取写入的方法外，setLength(long newLength)方法可以设置文件的大小，如果newLength小于当前文件大小，那么文件将会被截肢，反之，文件将会被扩大到newLength。

FileDescriptor

值得注意的是，RandomAccessFile提供了一个FileDescriptor getFD()方法获取文件所对应的文件描述符对象，文件描述符代表是一种平台独立的文件描述结构，通过这个描述符可以对文件进行一些特殊的操作。

FileDescriptor定义了sync()方法，与之前提到的"rwd"和"rwd"一样，sync方法用来告诉操作系统将缓冲区的内容全部刷到物理的存储上。如果没有指定rwd或者rws模式，那么对文件的写入将会暂时存储于操作系统层面的缓冲区里面，当缓冲区满时，操作系统才会将内容刷至物理磁盘，通过sync()方式可以让操作系统对每一次写入操作都同步刷新至物理存储中，以下为一个例子：

RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("abc.log", "rw");
//这里的模式不是rwd或者rws
FileDescriptor fd = raf.getFD();
raf.write(...);
// 通过fd的sync方法，可以让写入操作同步地刷新至物理存储
fd.sync();
raf.close();