Java 8文件操作全攻略：高效读写TXT文件与并发管理精解

王也5182024-04-16 9:58

hi，我是程序员王也，一个资深Java开发工程师，平时十分热衷于技术副业变现和各种搞钱项目的程序员~，如果你也是，可以一起交流交流。

今天我们聊一聊平时开发中经常遇到的读写文件相关的问题。

读取TXT文件

在Java 8中，读取TXT文件可以通过多种方式实现，这里我们将探讨几种常见的方法，并提供相应的代码示例。

  1. 使用java.nio.file.Files类的readAllLines方法

    readAllLines方法能够一次性读取整个文件的所有行到一个List<String>中，适用于文件不大的情况。

    java 复制代码 
    import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Paths;
import java.io.IOException;
import java.util.List;

public class ReadAllLinesExample {
    public static void main(String[] args) {
        String filePath = "path/to/your/file.txt"; // 替换为你的文件路径
        try {
            List<String> lines = Files.readAllLines(Paths.get(filePath));
            for (String line : lines) {
                System.out.println(line);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

    在这个例子中，我们首先定义了文件路径，然后使用Files.readAllLines方法读取文件内容，并遍历每一行打印输出。

  2. 使用java.nio.file.Files类的newBufferedReader方法

    当处理较大的文件时，逐行读取是一种更为内存高效的方式。newBufferedReader方法返回一个BufferedReader对象，可以用来逐行读取文件。

    java 复制代码 
    import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Paths;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;

public class ReadLineByLineExample {
    public static void main(String[] args) {
        String filePath = "path/to/your/file.txt"; // 替换为你的文件路径
        try (BufferedReader reader = Files.newBufferedReader(Paths.get(filePath))) {
            String line;
            while ((line = reader.readLine()) != null) {
                System.out.println(line);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

    在这个例子中，我们使用了try-with-resources语句来自动关闭BufferedReader。readLine方法每次读取文件的下一行，直到文件结束。

  3. 异常处理和资源管理

    在读取文件时，可能会遇到各种异常，如文件不存在、权限问题等。正确的异常处理和资源管理是保证程序健壮性的关键。

    java 复制代码 
    public class ReadFileWithExceptionHandling {
    public static void main(String[] args) {
        String filePath = "path/to/your/file.txt"; // 替换为你的文件路径
        try {
            List<String> lines = Files.readAllLines(Paths.get(filePath));
            for (String line : lines) {
                System.out.println(line);
            }
        } catch (IOException e) {
            System.err.println("An error occurred: " + e.getMessage());
            // 可以在这里添加更多的错误处理逻辑
        }
    }
}

    在这个例子中，我们捕获了IOException并打印出错误消息。这有助于我们了解发生了什么问题，并采取适当的措施。

以下是关于JDK 8读写TXT文件技术文章的第五小节"写入TXT文件"部分的内容，包含了充足的案例源码说明：

写入TXT文件

写入TXT文件是文件处理中的另一个常见任务。在Java 8中，我们可以使用多种方式将数据写入文本文件。本节将介绍几种常用的写入方法，并提供相应的代码示例。

  1. 使用java.nio.file.Files类的write方法

    Files.write方法可以用来写入一系列字符串到文件中。这个方法非常灵活，允许你指定是否覆盖现有文件以及如何处理文件编码。

    java 复制代码 
    import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Paths;
import java.util.List;
import java.io.IOException;

public class WriteAllLinesExample {
    public static void main(String[] args) {
        String filePath = "path/to/your/output.txt"; // 替换为你的输出文件路径
        List<String> lines = List.of("First line", "Second line", "Third line");

        try {
            // 写入字符串列表到文件，如果文件已存在则覆盖
            Files.write(Paths.get(filePath), lines);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

    在这个例子中，我们将一个字符串列表写入到指定的TXT文件中。如果文件已经存在，它将被覆盖。

  2. 使用java.nio.file.Files类的newBufferedWriter方法

    newBufferedWriter方法返回一个BufferedWriter对象，可以用来逐行写入文件。这种方法适用于需要对文件进行多次写入操作的场景。

    java 复制代码 
    import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Paths;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.IOException;

public class WriteLineByLineExample {
    public static void main(String[] args) {
        String filePath = "path/to/your/output.txt"; // 替换为你的输出文件路径

        try (BufferedWriter writer = Files.newBufferedWriter(Paths.get(filePath))) {
            writer.write("First line");
            writer.newLine(); // 写入一个新行
            writer.write("Second line");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

    在这个例子中，我们使用BufferedWriter逐行写入数据。注意我们使用了newLine方法来插入一个新行，而不是依靠系统默认的行分隔符。

  3. 处理异常和确保资源释放

    写入文件时，异常处理和资源管理同样重要。下面的示例展示了如何在写入文件时进行异常处理，并确保资源得到正确释放。

    java 复制代码 
    public class WriteFileWithExceptionHandling {
    public static void main(String[] args) {
        String filePath = "path/to/your/output.txt"; // 替换为你的输出文件路径
        String content = "Hello, World!";

        try {
            // 写入字符串到文件，如果文件已存在则覆盖
            Files.write(Paths.get(filePath), Collections.singletonList(content));
        } catch (IOException e) {
            System.err.println("An error occurred: " + e.getMessage());
            // 可以在这里添加更多的错误处理逻辑
        }
    }
}

    在这个例子中，我们使用try-catch块来捕获并处理可能发生的IOException。这样可以确保即使在发生异常的情况下，程序也不会因为未关闭的资源而泄露资源。

追加内容到TXT文件

在日常开发中，有时我们需要将新的数据添加到现有文件的末尾，而不是覆盖原有内容。JDK 8提供了简单的方法来实现文件的追加操作。以下是如何使用java.nio.file.Files类来追加内容到TXT文件的示例。

  1. 使用java.nio.file.Files类的append方法

    append方法可以将字符串或字符串列表追加到文件的末尾。这个方法非常适合于需要频繁追加数据的场景。

    java 复制代码 
    import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Paths;
import java.io.IOException;

public class AppendToFileExample {
    public static void main(String[] args) {
        String filePath = "path/to/your/file.txt"; // 替换为你的文件路径
        String contentToAppend = "New line to append";

        try {
            // 追加字符串到文件末尾
            Files.append(contentToAppend, Paths.get(filePath));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

    在这个例子中，我们将一个字符串追加到指定的TXT文件末尾。如果文件不存在，append方法会创建一个新文件。

  2. 使用BufferedWriter追加内容

    如果你需要更细粒度的控制，比如追加多行或者格式化文本，可以使用BufferedWriter。下面是一个使用BufferedWriter追加多行内容的示例。

    java 复制代码 
    import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Paths;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.IOException;

public class AppendMultipleLinesExample {
    public static void main(String[] args) {
        String filePath = "path/to/your/file.txt"; // 替换为你的文件路径
        String firstLine = "First line of appended content";
        String secondLine = "Second line of appended content";

        try (BufferedWriter writer = Files.newBufferedWriter(Paths.get(filePath))) {
            writer.write(firstLine);
            writer.newLine();
            writer.write(secondLine);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

    在这个例子中，我们使用try-with-resources语句来自动关闭BufferedWriter。我们追加了两行文本，每行之后都调用了newLine方法来确保新行的正确性。

  3. 处理异常和确保资源释放

    与读取文件一样，写入文件时也需要妥善处理异常，并确保所有资源在使用后被正确关闭。

    java 复制代码 
    public class AppendWithExceptionHandling {
    public static void main(String[] args) {
        String filePath = "path/to/your/file.txt"; // 替换为你的文件路径
        String contentToAppend = "Additional content to append";

        try {
            // 追加字符串到文件末尾，并处理可能的异常
            Files.append(contentToAppend, Paths.get(filePath));
        } catch (IOException e) {
            System.err.println("An error occurred: " + e.getMessage());
            // 可以在这里添加更多的错误处理逻辑
        }
    }
}

    在这个例子中，我们使用try-catch块来捕获并处理可能发生的IOException。这样可以确保即使在发生异常的情况下，程序也不会因为未关闭的资源而泄露资源。

文件属性查询和修改

在文件操作中，获取和修改文件属性是一个常见的需求。JDK 8的java.nio.file包提供了一系列的API来查询文件的元数据，如文件大小、创建时间、最后修改时间等，并且还允许我们修改某些文件属性。

  1. 查询文件属性

    Files类提供了一系列静态方法来查询文件属性。例如，readAttributes方法可以用来获取文件的一系列属性。

    java 复制代码 
    import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;
import java.nio.file.attribute.BasicFileAttributes;
import java.io.IOException;

public class QueryFileAttributes {
    public static void main(String[] args) {
        Path filePath = Paths.get("path/to/your/file.txt"); // 替换为你的文件路径

        try {
            BasicFileAttributes attrs = Files.readAttributes(filePath, BasicFileAttributes.class);
            System.out.println("File name: " + attrs.fileName());
            System.out.println("File size: " + attrs.size() + " bytes");
            System.out.println("Last modified time: " + attrs.lastModifiedTime());
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

    在这个例子中，我们查询了文件的名称、大小和最后修改时间，并将它们打印出来。

  2. 修改文件属性

    Files类还提供了一些方法来修改文件属性。例如，setLastModifiedTime方法可以用来更改文件的最后修改时间。

    java 复制代码 
    import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;
import java.nio.file.attribute.BasicFileAttributes;
import java.nio.file.attribute.FileTime;
import java.io.IOException;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.ZoneId;

public class ModifyFileAttributes {
    public static void main(String[] args) {
        Path filePath = Paths.get("path/to/your/file.txt"); // 替换为你的文件路径
        LocalDateTime newLastModifiedTime = LocalDateTime.now(ZoneId.systemDefault());

        try {
            // 修改文件的最后修改时间为当前时间
            Files.setAttribute(filePath, "lastModifiedTime", FileTime.from(newLastModifiedTime));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

    在这个例子中，我们将文件的最后修改时间设置为当前系统时间。

  3. 处理异常和资源管理

    在查询和修改文件属性时，也可能会遇到各种异常，如文件不存在、权限不足等。正确的异常处理和资源管理是保证程序健壮性的关键。

    java 复制代码 
    public class HandleFileAttributesException {
    public static void main(String[] args) {
        Path filePath = Paths.get("path/to/your/file.txt"); // 替换为你的文件路径

        try {
            BasicFileAttributes attrs = Files.readAttributes(filePath, BasicFileAttributes.class);
            // ... 处理文件属性 ...
        } catch (IOException e) {
            System.err.println("An error occurred: " + e.getMessage());
            // 可以在这里添加更多的错误处理逻辑
        }
    }
}

    在这个例子中，我们使用try-catch块来捕获并处理可能发生的IOException。

文件的复制、移动和删除

在日常文件处理任务中，复制、移动和删除文件是经常需要执行的操作。JDK 8的java.nio.file包提供了一系列的API来支持这些操作，使得它们变得更加简单和直观。

  1. 复制文件

    使用Files.copy方法可以复制文件。你可以选择是否保留原有文件的属性，如文件的创建时间和最后修改时间。

    java 复制代码 
    import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;
import java.io.IOException;
import java.nio.file.CopyOption;

public class CopyFileExample {
    public static void main(String[] args) {
        Path sourcePath = Paths.get("path/to/source.txt"); // 源文件路径
        Path targetPath = Paths.get("path/to/target.txt"); // 目标文件路径

        try {
            // 复制文件，可以选择覆盖目标文件或抛出异常
            CopyOption[] options = new CopyOption[] { StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING };
            Files.copy(sourcePath, targetPath, options);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

    在这个例子中，我们复制了一个文件，并指定了REPLACE_EXISTING选项来覆盖已存在的文件。

  2. 移动文件

    Files.move方法可以用来移动文件，也就是将文件从一个路径重命名或移动到另一个路径。与复制操作类似，你可以选择是否覆盖目标路径中的文件。

    java 复制代码 
    import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;
import java.io.IOException;
import java.nio.file.CopyOption;
import java.nio.file.StandardCopyOption;

public class MoveFileExample {
    public static void main(String[] args) {
        Path sourcePath = Paths.get("path/to/source.txt"); // 源文件路径
        Path targetPath = Paths.get("path/to/newsource.txt"); // 新的文件路径

        try {
            // 移动文件，如果目标文件已存在则覆盖
            Files.move(sourcePath, targetPath, StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

    在这个例子中，我们将文件从一个路径移动到另一个路径，并覆盖了目标路径中的同名文件。

  3. 删除文件

    删除文件可以通过Files.delete方法实现。如果文件不存在，该方法将抛出一个异常。

    java 复制代码 
    import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;
import java.io.IOException;

public class DeleteFileExample {
    public static void main(String[] args) {
        Path filePath = Paths.get("path/to/your/file.txt"); // 要删除的文件路径

        try {
            // 删除文件
            Files.delete(filePath);
            System.out.println("File deleted successfully.");
        } catch (IOException e) {
            System.err.println("An error occurred: " + e.getMessage());
        }
    }
}

    在这个例子中，我们删除了一个文件，并在删除成功后打印了一条确认消息。

  4. 处理异常和资源管理

    在执行文件的复制、移动和删除操作时，可能会遇到各种异常，如文件不存在、权限不足等。正确的异常处理是保证程序健壮性的关键。

    java 复制代码 
    public class HandleFileOperationsException {
    public static void main(String[] args) {
        Path sourcePath = Paths.get("path/to/source.txt"); // 源文件路径
        Path targetPath = Paths.get("path/to/target.txt"); // 目标文件路径

        try {
            // 执行文件操作，并处理可能的异常
            Files.copy(sourcePath, targetPath);
        } catch (IOException e) {
            System.err.println("An error occurred: " + e.getMessage());
            // 可以在这里添加更多的错误处理逻辑
        }
    }
}

    在这个例子中，我们使用try-catch块来捕获并处理可能发生的IOException。

使用try-with-resources语句管理资源

在Java中处理文件时，正确地关闭打开的资源是一个重要的任务，以避免资源泄露。从JDK 7开始引入的try-with-resources语句可以自动管理资源，确保在try块执行完毕后，所有实现了AutoCloseable接口的资源都会被正确关闭。

  1. 使用try-with-resources读取文件

    当使用Files.newBufferedReader创建BufferedReader对象时，该对象会自动关闭底层的FileInputStream。使用try-with-resources可以简化代码，避免忘记关闭资源。

    java 复制代码 
    import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Paths;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;

public class ReadFileWithTryWithResources {
    public static void main(String[] args) {
        Path filePath = Paths.get("path/to/your/file.txt"); // 替换为你的文件路径

        try (BufferedReader reader = Files.newBufferedReader(filePath)) {
            String line;
            while ((line = reader.readLine()) != null) {
                System.out.println(line);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

    在这个例子中，BufferedReader对象在try块结束时自动关闭，无需显式调用close方法。

  2. 使用try-with-resources写入文件

    同样地，Files.newBufferedWriter创建的BufferedWriter对象也会在try块结束时自动关闭。

    java 复制代码 
    import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Paths;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.IOException;

public class WriteFileWithTryWithResources {
    public static void main(String[] args) {
        Path filePath = Paths.get("path/to/your/output.txt"); // 替换为你的输出文件路径

        try (BufferedWriter writer = Files.newBufferedWriter(filePath)) {
            writer.write("Hello, World!");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

    在这个例子中，BufferedWriter对象在写入操作完成后自动关闭。

  3. 异常处理和资源管理

    使用try-with-resources不仅可以简化资源管理的代码，还可以确保即使在发生异常时，资源也能被正确关闭。

    java 复制代码 
    public class HandleTryWithResourcesException {
    public static void main(String[] args) {
        Path filePath = Paths.get("path/to/your/file.txt"); // 文件路径

        try (BufferedReader reader = Files.newBufferedReader(filePath);
             BufferedWriter writer = Files.newBufferedWriter(Paths.get("path/to/your/output.txt"))) {
            String line;
            while ((line = reader.readLine()) != null) {
                writer.write(line);
                writer.newLine();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

    在这个例子中，我们读取一个文件并在另一个文件中写入其内容。即使在读取或写入过程中发生异常，两个资源也会被自动关闭。

并发文件读写操作

在多线程环境中，文件的读写操作需要特别注意，以确保数据的一致性和避免潜在的并发问题。Java 8提供了多种机制来支持并发文件操作，包括原子文件操作和并发API。

  1. 原子性写入

    Files.write方法在写入文件时提供了原子性保证，这意味着写入操作要么完全完成，要么完全不发生，这对于并发场景非常重要。

    java 复制代码 
    import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Paths;
import java.io.IOException;

public class AtomicWriteExample {
    public static void main(String[] args) {
        Path filePath = Paths.get("path/to/your/atomicfile.txt"); // 替换为你的文件路径
        String content = "Concurrent update";

        // 使用原子写入操作来避免并发问题
        try {
            Files.write(Paths.get(filePath), content.getBytes(), StandardOpenOption.CREATE, StandardOpenOption.TRUNCATE_EXISTING);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

    在这个例子中，我们使用Files.write方法来原子性地写入文件内容。如果文件已存在，它将被新内容替换。

  2. 并发读取

    当多个线程需要读取同一个文件时，可以使用java.nio.file.Files类的newBufferedReader方法来创建支持并发的BufferedReader。

    java 复制代码 
    import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;

public class ConcurrentReadExample {
    private static Path sharedFile = Paths.get("path/to/your/sharedfile.txt"); // 共享文件路径

    public static void readerThread() {
        try (BufferedReader reader = Files.newBufferedReader(sharedFile)) {
            String line;
            while ((line = reader.readLine()) != null) {
                System.out.println(line);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 创建多个线程来并发读取文件
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            new Thread(ConcurrentReadExample::readerThread).start();
        }
    }
}

    在这个例子中，我们创建了多个线程来并发读取同一个文件。BufferedReader的实现是线程安全的，可以同时被多个线程使用。

  3. 使用并发API

    Java 8的java.util.concurrent包提供了多种并发API，如ExecutorService和CountDownLatch，可以用来管理并发文件操作。

    java 复制代码 
    import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;
import java.io.IOException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;

public class ConcurrentFileProcessing {
    private static Path sharedFile = Paths.get("path/to/your/sharedfile.txt"); // 共享文件路径
    private static final int THREAD_COUNT = 5; // 线程数量
    private static CountDownLatch latch = new CountDownLatch(THREAD_COUNT);

    public static void readerThread() {
        try {
            // 执行文件读取操作
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
       } finally {
            latch.countDown(); // 线程完成时调用
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(THREAD_COUNT);
        for (int i = 0; i < THREAD_COUNT; i++) {
            executor.submit(() -> readerThread());
        }
        latch.await(); // 等待所有线程完成
        executor.shutdown();
    }
}

    在这个例子中，我们使用ExecutorService来创建一个固定大小的线程池，并提交多个读取任务。CountDownLatch用来等待所有线程完成操作。

总结

在本文中，我们深入探讨了使用JDK 8进行TXT文件读写操作的多个方面。通过一系列的示例和解释，我们了解了如何有效地读取、写入、复制、移动、删除文件，以及如何查询和修改文件属性。我们还讨论了在并发环境中处理文件时需要注意的问题，并展示了如何使用try-with-resources语句来自动管理资源。

  1. 读取文件

    我们学习了如何使用Files.readAllLines和newBufferedReader方法来读取文件内容。这些方法提供了简单和内存高效的方式来处理文件数据。

    java 复制代码 
    List<String> lines = Files.readAllLines(Paths.get("file.txt"));
BufferedReader reader = Files.newBufferedReader(Paths.get("file.txt"));

  2. 写入文件

    我们探索了如何使用Files.write和newBufferedWriter方法来写入文件。这些方法允许我们以原子方式写入内容，确保数据的完整性。

    java 复制代码 
    Files.write(Paths.get("file.txt"), "Content".getBytes());
BufferedWriter writer = Files.newBufferedWriter(Paths.get("file.txt"));

  3. 文件操作

    文件的复制、移动和删除操作通过Files.copy、Files.move和Files.delete方法实现。这些方法提供了一种一致的抽象，使得文件操作变得更加简单。

    java 复制代码 
    Files.copy(Paths.get("source.txt"), Paths.get("destination.txt"), REPLACE_EXISTING);
Files.move(Paths.get("old.txt"), Paths.get("new.txt"), REPLACE_EXISTING);
Files.delete(Paths.get("file.txt"));

  4. 属性查询和修改

    我们了解了如何使用Files.readAttributes和Files.setAttribute方法来查询和修改文件属性，如文件大小、创建时间、最后修改时间等。

    java 复制代码 
    BasicFileAttributes attrs = Files.readAttributes(Paths.get("file.txt"), BasicFileAttributes.class);
Files.setAttribute(Paths.get("file.txt"), "lastModifiedTime", FileTime.from(now));

  5. 并发和资源管理

    在并发环境中，我们讨论了如何使用try-with-resources语句和并发API来确保文件操作的线程安全和资源的正确释放。

    java 复制代码 
    try (BufferedReader reader = Files.newBufferedReader(Paths.get("file.txt"))) {
    // 并发读取操作
}

最佳实践

  • 当处理文件时，始终确保使用异常处理来捕获和处理可能的IOException。
  • 在并发环境中，使用原子性操作和线程安全的方法来避免数据竞争和资源冲突。
  • 利用try-with-resources语句来自动管理资源，减少资源泄露的风险。
  • 在进行文件操作时，考虑使用java.nio.file包中的类，它们提供了更现代和灵活的文件I/O操作。
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