内容提要
- Java 7的新I/O API(即NIO.2)
Path
——基于文件和目录的I/O新基础Files
应用类及它的各种辅助方法- 如何实现常见的I/O应用场景
- 介绍异步I/O
本章重点是Java语言中改变较大的I/O API,被称为“再次更新的I/O”或NIO.2(即JSR-203)。NIO.2是一组新的类和方法,主要存在于java.nio
包内。下面来看一下它的优点。
- 它完全取代了
java.io.File
与文件系统的交互。 - 它提供了新的异步处理类,让你无需手动配置线程池和其他底层并发控制,便可在后台线程中执行文件和网络I/O操作。
- 它引入了新的
Network-Channel
构造方法,简化了套接字(Socket)与通道的编码工作。
先看案例。老板让你写个程序,要扫描生产服务器上的所有目录,找出曾经用各种读/写和所有者权限写入过的所有properties文件。对于Java 6(及更低版本)而言,这几乎是不可能完成的任务,因为:
- 没有直接支持目录树导航的类或方法;
- 没办法检测和处理符号链接;1
- 用简单操作读不出文件的属性(比如可读、可写或可执行)。
1 符号链接是一种特殊类型的文件,指向文件系统中的另外一个文件或位置——你可以把它理解为快捷方式。
用Java 7的NIO.2 API可以完成这个不可能的编程任务,它支持目录树的直接导航(Files.walkFileTree
,2.3.1节)、符号链接(Files.isSymbolicLink
,代码清单2-4),能用一行代码读取文件属性(Files.readAttributes
,2.4.3节)。
除此之外,老板还要求你在读取这些properties文件时不能打断主程序的处理流程。可最小的properties文件也有1MB,读取这些文件很可能打断程序的主流程!面对这一要求,在Java 5/6的时代,你很可能会用java.util.concurrent
包中的类创建线程池和工作线程队列,再用单独的后台线程读取文件。我们在第4章将会讨论到,现在Java中的并发仍然相当困难,并且非常容易出错。借助Java 7和NIO.2 API,你可以用新的AsynchronousFileChannel
(2.5节),不用指定工作线程或队列就可以在后台读取大型文件。咻!
这个新API非常有用,尽管它不能帮你冲咖啡,但它的发展趋势可在那儿摆着呢。
第一个趋势是对其他数据存储方法的探索,特别是在非关系或大数据集领域。你可能很快就会遇到读写大文件(比如微博上的大型报告文件)的问题。NIO.2可以帮助你用一种异步、有效的方式读写大文件,还能利用底层操作系统的特性。
第二个趋势是多核CPU的发展,使得真正并发且更快的I/O成为可能。并发是个难以掌握的领域2,但NIO.2会助你一臂之力,它为多线程文件和套接字访问的应用提供了一个简单的抽象层。即便你不直接使用这些特性,它们也会对你的编程生涯产生极大影响,因为IDE、应用服务器和各种流行的框架会大量应用这些特性。
2 第4章深入探讨了并发计算可能给你的编程生涯带来的微妙复杂性。
这些只是NIO.2会对你有哪些帮助的例子。如果NIO.2可以解决你眼下面临的一些问题,本章的内容就是为你准备的!否则,你可以在接到Java I/O 任务时再回来。
本章你会体验到Java 7新I/O的能力,以便你能够开始编写基于NIO.2的代码,并有信心探索新的API。除此之外,这些API还使用了一些第1章提到的特性,这证明Java 7确实会使用自己的特性。
提示 将try-with-resources和NIO.2中的新API结合起来可以写出非常安全的I/O程序,这在Java中还是破天荒的第一次!
我们觉得你很可能会用到新的文件I/O能力,所以本章会非常详细地介绍。你需要从了解新的文件系统抽象层开始,即先了解Path
和它的辅助类。在Path
之上,你会接触到常用的文件系统操作,比如复制和移动文件。
我们还会向你介绍异步I/O,给你看一个文件系统的例子。最后我们会讨论套接字和通道功能的融合,以及这对于网络应用开发人员意味着什么。但我们先来看一下NIO.2的由来。