目錄：
Java NIO 學習筆記（一）----概述，Channel/Buffer
Java NIO 學習筆記（二）----聚集和分散，通道到通道
Java NIO 學習筆記（三）----Selector
Java NIO 學習筆記（四）----檔案通道和網路通道
Java NIO 學習筆記（五）----路徑、檔案和管道 Path/Files/Pipe
Java NIO 學習筆記（六）----非同步檔案通道 AsynchronousFileChannel

Path 介面和 Paths 類

Path 介面是 NIO2（AIO） 的一部分，是對 NIO 的更新，Path 介面已新增到 Java 7 中，完全限定類名是 java.nio.file.Path 。

Path 例項表示檔案系統中的路徑。 路徑可以指向檔案或目錄，也可以是絕對的或相對的。在某些作業系統中，不要將檔案系統路徑與環境變數中的 path 路徑相混淆。 java.nio.file.Path 介面與路徑環境 path 變數無關。

在許多方面，java.nio.file.Path 介面類似於 java.io.File 類，但存在一些細微差別。 但在許多情況下，可以使用 Path 介面替換 File 類的使用。

建立 Path 物件

可以使用名為 Paths.get() 的 Paths 類（java.nio.file.Paths）中的靜態方法建立 Path 例項，get()方法是 Path 例項的工廠方法，一個示例如下：

public class PathExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用絕對路徑建立
        Path absolutePath = Paths.get("D:\\test\\1.txt");
        // 使用相對路徑建立
        Path relativePath = Paths.get("D:\\test", "1.txt");
        System.out.println(absolutePath.equals(relativePath)); // ture
    }
}
 

注意路徑分隔符在 Windows 上是“\”，在 Linux 上是 “/”。

Paths 類只有2個方法：

Path 介面部分方法：

Files

NIO 檔案類(java.nio.file.Files)為操作檔案系統中的檔案提供了幾種方法，File 類與 java.nio.file.Path 類一起工作，需要了解 Path 類，然後才能使用 Files 類。

判斷檔案是否存在

static boolean exists(Path path, LinkOption... options)

options 引數用於指示，在檔案是符號連結的情況下，如何處理該符號連結，預設是處理符號連結的。其中 LinkOption 物件是一個列舉類，定義如何處理符號連結的選項。整個類只有一個 NOFOLLOW_LINKS; 常亮，代表不跟隨符號連結。

createDirectory(Path path) 建立目錄

Path output = Paths.get("D:\\test\\output");
Path newDir = Files.createDirectory(output);
// Files.createDirectories(output); // 這個方法可以一併建立不存在的父目錄
System.out.println(output == newDir); // true
System.out.println(Files.exists(output)); // true

如果建立目錄成功，則返回指向新建立的路徑的 Path 例項，此例項和引數是同一個例項。
如果該目錄已存在，則丟擲 FileAlreadyExistsException 。 如果出現其他問題，可能會丟擲IOException ，例如，如果所需的新目錄的父目錄不存在。

複製檔案

一共有 3 個複製方法：

static long copy(Path source, OutputStream out)；
static Path copy(Path source, Path target, CopyOption... options)；
static long copy(InputStream in, Path target, CopyOption... options)

其中 CopyOption 選項可以選擇指定複製模式，一般是其子列舉類 StandardCopyOption 提供選項，有 3 種模式，第二個引數是可變形參，可以多個組合一起使用：

1. ATOMIC_MOVE :原子複製，不會被執行緒排程機制打斷的操作；一旦開始，就一直執行到結束;
   
2. COPY_ATTRIBUTES ：同時複製屬性，預設是不復制屬性的;
   
3. REPLACE_EXISTING ：重寫模式，會覆蓋已存在的目的檔案;

一個例子如下：

Path sourcePath = Paths.get("D:\\test\\source.txt"); // 原始檔必須先存在
Path desPath = Paths.get("D:\\test\\des.txt"); // 目的檔案可以不存在
Files.copy(sourcePath, desPath); // 預設情況，如果目的檔案已存在則丟擲異常
Files.copy(sourcePath, desPath, StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING); // 覆蓋模式

注意：複製資料夾的時候，只能複製空資料夾，如果資料夾非空，需要遞迴複製，否則只能得到一個空資料夾，而資料夾裡面的檔案不會被複制。

移動檔案/資料夾

只有 1 個移動檔案或資料夾的方法：

static Path move(Path source, Path target, CopyOption... options);

如果檔案是符號連結，則移動符號連結本身，而不是符號連結指向的實際檔案。
和移動檔案一樣，也存在第三個可選引數 CopyOption ，參考上述。如果移動檔案失敗，可能會丟擲 IOException，例如，如果檔案已存在於目標路徑中，並且遺漏了覆蓋選項，或者要移動的原始檔不存在等。

和複製資料夾不一樣，如果資料夾裡面有內容，複製只會複製空資料夾，而移動會把資料夾裡面的所有東西一起移動過去，以下是一個移動資料夾的示例:

// 移動 s 目錄到一個不存在的新目錄
Path s = Paths.get("D:\\s");
Path d = Paths.get("D:\\test\\test");
Files.createDirectories(d.getParent());
Files.move(s, d);

和 Linux mv 命令一樣，重新命名檔案與移動檔案方式相同，移動檔案還可以將檔案移動到不同的目錄並可以同時更改其名稱。 另外 java.io.File 類也可以使用它的 renameTo() 方法來實現移動檔案，但現在 java.nio.file.Files 類中也有檔案移動功能。

刪除檔案/資料夾

static void delete(Path path);
static boolean deleteIfExists(Path path); // 如果檔案被此方法刪除則返回 true

如果檔案是目錄，則該目錄必須為空才能刪除。

Files.walkFileTree() 靜態方法

刪除和複製資料夾的時候，如果資料夾為空，那麼會刪除失敗或者只能複製空資料夾，此時可以使用 walkFileTree() 方法進行遍歷檔案樹，然後在 FileVisitor 物件的 visitFile() 方法中執行刪除或複製檔案操作。
Files 類有 2 個過載的 walkFileTree() 方法，如下：

static Path walkFileTree(Path start,
                                FileVisitor<? super Path> visitor)；

static Path walkFileTree(Path start,
                                Set<FileVisitOption> options,
                                int maxDepth,
                                FileVisitor<? super Path> visitor)；

將 Path 例項和 FileVisitor 作為引數，walkfiletree() 方法可以遞迴遍歷目錄樹。Path 例項指向要遍歷的目錄。在遍歷期間呼叫 FileVisitor ，首先介紹 FileVisitor 介面：

public interface FileVisitor<T> {
    
    FileVisitResult preVisitDirectory(T dir, BasicFileAttributes attrs) throws IOException;

    FileVisitResult visitFile(T file, BasicFileAttributes attrs) throws IOException;
    
    FileVisitResult visitFileFailed(T file, IOException exc) throws IOException;
    
    FileVisitResult postVisitDirectory(T dir, IOException exc) throws IOException;
}

必須自己實現 FileVisitor 介面，並將其實現的例項傳遞給 walkFileTree() 方法。在目錄遍歷期間，將在不同的時間呼叫 FileVisitor 實現的 4 個方法，代表對遍歷到的檔案或目錄進行什麼操作。如果不需要使用到所有方法，可以擴充套件 SimpleFileVisitor 類，該類包含 FileVisitor 介面中所有方法的預設實現。

Files.walkFileTree(inputPath, new FileVisitor<Path>() {
    // 訪問資料夾之前呼叫此方法
    @Override
    public FileVisitResult preVisitDirectory(Path dir, BasicFileAttributes attrs) throws IOException {
        System.out.println("pre visit dir:" + dir);
        return FileVisitResult.CONTINUE;
    }

    // 訪問的每個檔案都會呼叫此方法，只針對檔案，不會對目錄執行
    @Override
    public FileVisitResult visitFile(Path file, BasicFileAttributes attrs) throws IOException {
        return FileVisitResult.CONTINUE;
    }

    // 訪問檔案失敗會呼叫此方法，只針對檔案，不會對目錄執行
    @Override
    public FileVisitResult visitFileFailed(Path file, IOException exc) throws IOException {
        return FileVisitResult.CONTINUE;
    }

    // 訪問資料夾之後會呼叫此方法
    @Override
    public FileVisitResult postVisitDirectory(Path dir, IOException exc) throws IOException {
        return FileVisitResult.CONTINUE;
    }
});

這四個方法都返回一個 FileVisitResult 列舉例項。FileVisitResult 列舉包含以下四個選項：

• CONTINUE ： 繼續
• TERMINATE ： 終止
• SKIP_SIBLINGS ： 跳過兄弟節點，然後繼續
• SKIP_SUBTREE ： 跳過子樹（不訪問此目錄的條目），然後繼續，僅在 preVisitDirectory 方法返回時才有意義，除此以外和 CONTINUE 相同。

通過返回其中一個值，被呼叫的方法可以決定檔案遍歷時接下來應該做什麼。

搜尋檔案

walkFileTree() 方法還可以用於搜尋檔案，下面這個例子擴充套件了 SimpleFileVisitor 來查詢一個名為 input.txt 的檔案：

Path rootPath = Paths.get("D:\\test");
String fileToFind = File.separator + "input.txt";

Files.walkFileTree(rootPath, new SimpleFileVisitor<Path>() {
    @Override
    public FileVisitResult visitFile(Path file, BasicFileAttributes attrs) throws IOException {
        String fileString = file.toAbsolutePath().toString();
        System.out.println("pathString: " + fileString);

        if (fileString.endsWith(fileToFind)) {
            System.out.println("file found at path: " + fileString);
            return FileVisitResult.TERMINATE;
        }
        return FileVisitResult.CONTINUE;
    }
});

同理，刪除有內容的目錄時，可以重寫 visitFile() 方法，並在裡面執行刪除檔案操作，重寫 postVisitDirectory() 方法，並在裡面執行刪除目錄操作即可。

Files 類中的其他方法

Files 類包含許多其他有用的函式，例如用於建立符號連結，確定檔案大小，設定檔案許可權等的函式。有關java.nio.file.Files 類的詳細資訊，請檢視 JavaDoc

管道 Pipe

Pipe 是兩個執行緒之間的單向資料連線。管道有 source 通道和一個 sink 通道，將資料寫入 sink 通道，就可以從 source 通道讀取該資料。
以下是管道原理的說明：

使用管道進行讀取資料

先看一個完整的例子：

public class PipeExample {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Pipe pipe = Pipe.open();
        Pipe.SinkChannel sinkChannel = pipe.sink(); // sink 通道寫入資料
        String data = "some string";

        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(32);
        buffer.clear();
        buffer.put(data.getBytes());

        buffer.flip(); // 反轉緩衝區，準備被讀取
        while (buffer.hasRemaining()) {
            sinkChannel.write(buffer); // 將 Buffer 的資料寫入 sink 通道
        }

        Pipe.SourceChannel sourceChannel = pipe.source(); // 源通道讀取資料
        ByteBuffer readBuffer = ByteBuffer.allocate(32);
        int bytesRead = sourceChannel.read(readBuffer); // 返回值代表讀取了多少資料
        System.out.println("Read: " + bytesRead); // Read: 11

        System.out.println(new String(readBuffer.array())); // some string
    }
}

如上程式碼，首先要建立管道，開啟管道之後是使用同一個管道物件獲取對應的 sink 通道和 source 通道的，這會自動地將兩個通道連線起來，作為對比，在標準 IO 管道中是分別建立讀管道和寫管道，然後在構造器中或者使用pipe1.connect(pipe2) 方法來連線起來，如下：

PipedOutputStream output = new PipedOutputStream();

PipedInputStream input = new PipedInputStream();
input.connect(output);
// 或者使用如下1行程式碼，可以代替上面2行程式碼來連線2個管道
//PipedInputStream input = new PipedInputStream(output);