相对于标准Java IO中通过File来指向文件和目录，Java NIO中提供了更丰富的类来支持对文件和目录的操作，不仅仅支持更多操作，还支持诸如异步读写等特性，本文我们就来学习一些Java NIO提供的和文件相关的类：
Java NIO AsynchronousFileChannel
1. Java NIO Path
Java Path是一个接口，位于java.nio.file包中，Java 7中引入到Java NIO中。
一个Java Path实现的实例对象代表文件系统中的一个路径，指向文件和目录，(标准Java IO中是通过File来指向文件和路径的)，以绝对路径或者相对路径的方式。
java.nio.file.Path接口很多方面类似于java.io.File类，但是两者之间也是有细微的差别的。在大多数场景下是可以用Path来代替File的。
1.1 创建Path实例对象
可以通过Paths类的静态工厂方法get()来创建一个Path实例对象：
importjava.nio.file.Path; importjava.nio.file.Paths; public classPathExample { public static voidmain(String[] args) { Path path = Paths.get("c:\data\myfile.txt"); } }
1.2 Creating an Absolute Path
通过直接指定绝对路径可以创建使用绝对路径方式指向文件的Path：
//windows系统 Path path = Paths.get("c:\data\myfile.txt"); //linux系统 Path path = Paths.get("/home/jakobjenkov/myfile.txt");
1.3 Creating a Relative Path
通过如下方式可以创建使用相对路径方式指向文件的Path：
Path projects = Paths.get("d:\data", "projects");
Path file = Paths.get("d:\data", "projects\a-project\myfile.txt");采用相对路径的方式时，有两个符号可以用来表示路径：
- .
- ..
“.”可以表示当前目录，如下例子是打印当前目录(即应用程序的根目录)：
Path currentDir = Paths.get(".");
System.out.println(currentDir.toAbsolutePath());".."表示父文件夹。
当路径中包含如上两种符号时，可以通过调用normalize()方法来将路径规范化：
String originalPath = "d:\data\projects\a-project\..\another-project"; Path path1 =Paths.get(originalPath); System.out.println("path1 = " +path1); Path path2 =path1.normalize(); System.out.println("path2 = " + path2);
输出结果如下：
path1 = d:dataprojectsa-project..another-project
path2 = d:dataprojectsanother-project2. Java NIO Files
Java NIO Files类(java.nio.file.Files)提供了一些方法用来操作文件，其是和上面提到的Path一起配合使用的。
2.1 Files.exists()
该方法可以用来检查Path指向的文件是否真实存在，直接看例子：
Path path = Paths.get("data/logging.properties");
boolean pathExists = Files.exists(path, new LinkOption[]{ LinkOption.NOFOLLOW_LINKS});2.2 Files.createDirectory()
该方法会在硬盘上创建一个新的目录(即文件夹)：
Path path = Paths.get("data/subdir");
try{
Path newDir =Files.createDirectory(path);
} catch(FileAlreadyExistsException e){
//the directory already exists.
} catch(IOException e) {
//something else went wrong
e.printStackTrace();
}2.3 Files.copy()
该方法会将文件从一个地方复制到另一个地方：
Path sourcePath = Paths.get("data/logging.properties");
Path destinationPath = Paths.get("data/logging-copy.properties");
try{
Files.copy(sourcePath, destinationPath);
} catch(FileAlreadyExistsException e) {
//destination file already exists
} catch(IOException e) {
//something else went wrong
e.printStackTrace();
}如果目标文件已存在，这里会抛出java.nio.file.FileAlreadyExistsException异常，想要强制覆盖文件也是可以的：
Path sourcePath = Paths.get("data/logging.properties");
Path destinationPath = Paths.get("data/logging-copy.properties");
try{
Files.copy(sourcePath, destinationPath,
StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);
} catch(FileAlreadyExistsException e) {
//destination file already exists
} catch(IOException e) {
//something else went wrong
e.printStackTrace();
}2.4 Files.move()
该方法能够移动文件，也可以实现重命名的效果：
Path sourcePath = Paths.get("data/logging-copy.properties");
Path destinationPath = Paths.get("data/subdir/logging-moved.properties");
try{
Files.move(sourcePath, destinationPath,
StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);
} catch(IOException e) {
//moving file failed.
e.printStackTrace();
}2.5 Files.delete()
该方法能够删除Path实例指向的文件或目录：
Path path = Paths.get("data/subdir/logging-moved.properties");
try{
Files.delete(path);
} catch(IOException e) {
//deleting file failed
e.printStackTrace();
}Path path = Paths.get("data/subdir/logging-moved.properties");
try{
Files.delete(path);
} catch(IOException e) {
//deleting file failed
e.printStackTrace();
}该方法删除目录时只能删除空目录，如果想删除下面有文件的目录则需要进行递归删除，后面会介绍。
2.6 Files.walkFileTree()
该方法能够递归地获取目录树，该方法接收两个参数，一个是指向目标目录，另一个是一个FileVisitor类型对象：
Files.walkFileTree(path, new FileVisitor<Path>() { @Override public FileVisitResult preVisitDirectory(Path dir, BasicFileAttributes attrs) throwsIOException { System.out.println("pre visit dir:" +dir); returnFileVisitResult.CONTINUE; } @Override public FileVisitResult visitFile(Path file, BasicFileAttributes attrs) throwsIOException { System.out.println("visit file: " +file); returnFileVisitResult.CONTINUE; } @Override public FileVisitResult visitFileFailed(Path file, IOException exc) throwsIOException { System.out.println("visit file failed: " +file); returnFileVisitResult.CONTINUE; } @Override public FileVisitResult postVisitDirectory(Path dir, IOException exc) throwsIOException { System.out.println("post visit directory: " +dir); returnFileVisitResult.CONTINUE; } });
FileVisitor是一个接口，你需要实现它，接口的定义如下：
public interfaceFileVisitor { publicFileVisitResult preVisitDirectory(Path dir, BasicFileAttributes attrs) throwsIOException; publicFileVisitResult visitFile(Path file, BasicFileAttributes attrs) throwsIOException; publicFileVisitResult visitFileFailed(Path file, IOException exc) throwsIOException; publicFileVisitResult postVisitDirectory(Path dir, IOException exc) throwsIOException { }
该接口中包含4个方法，分别在目录转换的四个不同阶段调用：
- preVisitDirectory()方法在访问目录之前调用，而postVisitorDirectory()方法是在访问目录之后调用；
- visitFile()方法会在访问每个文件(访问目录是不会调用的)时调用一次，而visitorFileFailed()会在访问文件失败时被调用，比如没有访问权限或者别的问题。
这四个方法都会返回一个FileVisitResult枚举对象，包含如下成员：
- CONTINUE
- TERMINATE
- SKIP_SIBLINGS
- SKIP_SUBTREE
被调用的如上四个方法通过这些返回值来判断是否要继续遍历目录。
- CONTINUE，意味着继续；
- TERMINATE，意味着终止；
- SKIP_SIBLINGS，意味着继续，但是不再访问该文件或目录的兄弟；
- SKIP_SUBTREE，意味着继续，但是不再访问该目录下的条目。只有preVisitDirectory()返回该值才有意义，其余三个方法返回则会当做CONTINUE处理；
如果不想自己实现该接口，也可以使用SimpleFileVisitor，这是一个默认实现，如下是一个利用SimpleFileVisitor来实现文件查找、删除的例子：
递归查找文件
Path rootPath = Paths.get("data");
String fileToFind = File.separator + "README.txt";
try{
Files.walkFileTree(rootPath, new SimpleFileVisitor<Path>() {
@Override
public FileVisitResult visitFile(Path file, BasicFileAttributes attrs) throwsIOException {
String fileString =file.toAbsolutePath().toString();
if(fileString.endsWith(fileToFind)){
System.out.println("file found at path: " +file.toAbsolutePath());
returnFileVisitResult.TERMINATE;
}
returnFileVisitResult.CONTINUE;
}
});
} catch(IOException e){
e.printStackTrace();
}递归删除目录
因为delete()方法只能删除空目录，对于非空目录则需要将其进行遍历以逐个删除其子目录或文件，可以通过walkFileTree()来实现，在visitFile()方法中删除子目录，而在postVisitDirectory()方法中删除该目录本身：
Path rootPath = Paths.get("data/to-delete");
try{
Files.walkFileTree(rootPath, new SimpleFileVisitor<Path>() {
@Override
public FileVisitResult visitFile(Path file, BasicFileAttributes attrs) throwsIOException {
System.out.println("delete file: " +file.toString());
Files.delete(file);
returnFileVisitResult.CONTINUE;
}
@Override
public FileVisitResult postVisitDirectory(Path dir, IOException exc) throwsIOException {
Files.delete(dir);
System.out.println("delete dir: " +dir.toString());
returnFileVisitResult.CONTINUE;
}
});
} catch(IOException e){
e.printStackTrace();
}其实利用walkFileTree()方法，我们可以很轻松地指定自己的逻辑，而无需考虑是如何遍历的，如果要用标准Java IO提供的File来实现类似功能我们还需要自己处理整个遍历的过程。
2.7 其它有用方法
java.nio.file.Files类还包含了很多别的有用方法，比如创建符号链接、文件大小、设置文件权限，这里就不一一介绍了，有兴趣的可以参考Java官方文档。
3. Java NIO AsynchronousFileChannel
Java 7中引入了AsynchronousFileChannel，使得可以异步地读写数据到文件。
3.1 Creating an AsynchronousFileChannel
通过其静态方法可以创建一个AsynchronousFileChannel。
Path path = Paths.get("data/test.xml");
AsynchronousFileChannel fileChannel = AsynchronousFileChannel.open(path, StandardOpenOption.READ);第一个参数是一个指向要和AsynchronousFileChannel关联的文件的Path实例。第二个参数代表要对文件指向的操作，这里我们指定StandardOpenOption.READ，意思是执行读操作。
3.2 Reading Data
从AsynchronousFileChannel读数据有两种方式：
通过Future读数据
第一种方式是调用一个返回Future的read()方法：
Future<Integer> operation = fileChannel.read(buffer, 0);
这个版本的read()方法，其第一个参数是一个ByteBuffer，数据从channel中读到buffer中；第二个参数是要从文件中开始读取的字节位置。
该方法会马上返回，即使读操作实际上还没有完成。通过调用Future的isDone()方法可以知道读操作是否完成了。
如下是一个更详细的例子：
AsynchronousFileChannel fileChannel =AsynchronousFileChannel.open(path, StandardOpenOption.READ); ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024); long position = 0; Future<Integer> operation =fileChannel.read(buffer, position); while(!operation.isDone()); buffer.flip(); byte[] data = new byte[buffer.limit()]; buffer.get(data); System.out.println(newString(data)); buffer.clear();
在这个例子中，当调用了AsynchronousFileChannel的read()方法之后，进入循环直到Future对象的isDone()返回true。当然这种方式并没有有效利用CPU，只是因为本例中需要等到读操作完成，其实这个等待过程我们可以让线程做别的事情。
通过CompletionHandler读数据
第二种读数据的方式是调用其包含CompletionHandler参数的read()方法：
fileChannel.read(buffer, position, buffer, new CompletionHandler<Integer, ByteBuffer>() { @Override public voidcompleted(Integer result, ByteBuffer attachment) { System.out.println("result = " +result); attachment.flip(); byte[] data = new byte[attachment.limit()]; attachment.get(data); System.out.println(newString(data)); attachment.clear(); } @Override public voidfailed(Throwable exc, ByteBuffer attachment) { } });
当读操作完成之后会调用ComplementHandler的completed()方法，该方法的第一个入参是一个整型变量，代表读了多少字节数据，第二个入参是一个ByteBuffer，保存着已经读取的数据。
如果读失败了，则会调用ComplementHandler的fail()方法。
3.3 Writing Data
与读类似，写数据也支持两种方式。
通过Future写
如下是一个写数据的完整例子：
Path path = Paths.get("data/test-write.txt");
AsynchronousFileChannel fileChannel =AsynchronousFileChannel.open(path, StandardOpenOption.WRITE);
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
long position = 0;
buffer.put("test data".getBytes());
buffer.flip();
Future<Integer> operation =fileChannel.write(buffer, position);
buffer.clear();
while(!operation.isDone());
System.out.println("Write done");过程比较简单，就不讲一遍了。这个例子中有一个问题需要注意，文件必须事先准备好，如果不存在文件则会抛出java.nio.file.NoSuchFileException异常。
可以通过如下方式判断文件是否存在：
if(!Files.exists(path)){ Files.createFile(path); }
通过CompletionHandler写数据
可以借助CompletionHandler来通知写操作已经完成，示例如下：
Path path = Paths.get("data/test-write.txt");
if(!Files.exists(path)){
Files.createFile(path);
}
AsynchronousFileChannel fileChannel =
AsynchronousFileChannel.open(path, StandardOpenOption.WRITE);
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
long position = 0;
buffer.put("test data".getBytes());
buffer.flip();
fileChannel.write(buffer, position, buffer, new CompletionHandler<Integer, ByteBuffer>() {
@Override
public voidcompleted(Integer result, ByteBuffer attachment) {
System.out.println("bytes written: " +result);
}
@Override
public voidfailed(Throwable exc, ByteBuffer attachment) {
System.out.println("Write failed");
exc.printStackTrace();
}
});
System.out.println(“异步执行哦”);如上是一个异步写入数据的例子，为了演示效果，我特意在 调用write方法之后打印了一行日志，运行结果如下：
异步执行哦
bytes written: 9说明调用write方法并没有阻塞，而是继续往下执行，所以先打印日志，然后数据写好之后回调completed()方法。
4. 总结
本文总结了Java NIO中提供的对文件操作的相关类：Path、Files、AsynchronousFileChannel。
Path是一个接口，其实现实例可以指代一个文件或目录，作用与Java IO中的File类似。Path接口很多方面类似于java.io.File类，但是两者之间也是有细微的差别的，不过在大多数场景下是可以用Path来代替File的。
Files是一个类，提供了很多方法用来操作文件，是和上面提到的Path一起配合使用的，Files提供的对文件的操作功能要多于File。
AsynchronousFileChannel是Channel的子类，提供了异步读取文件的能力。