【JavaEE多线程】Java 文件操作

Hsu琛君珩2024-04-21 18:05

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Java中操作文件

Java 中通过 java.io.File类来对一个文件（包括目录）进行抽象的描述。注意，有 File 对象，并不代表真实存在该文件。

文件系统操作

创建文件、删除文件、创建目录

通过File对象来描述一个具体的文件，File对象可以对应到一个真实存在的文件，也可以对应到一个不存在的文件

File概述

属性
修饰符及类型 属性 说明
static String pathSeparator 依赖于系统的路径分隔符，String 类型的表示
static char pathSeparator 依赖于系统的路径分隔符，char 类型的表示
构造方法
签名 说明
File(File parent, String child) 根据父目录 + 孩子文件路径，创建一个新的 File 实例
File(String pathname) 根据文件路径创建一个新的 File 实例，路径可以是绝对路径或者相对路径
File(String parent, String child) 根据父目录 + 孩子文件路径，创建一个新的 File 实例，父目录用路径表示
方法
修饰符及返回值类型 方法签名 说明
String getParent() 返回 File 对象的父目录文件路径
String getName() 返回 FIle 对象的纯文件名称
String getPath() 返回 File 对象的文件路径
String getAbsolutePath() 返回 File 对象的绝对路径
String getCanonicalPath() 返回 File 对象的修饰过的绝对路径
boolean exists() 判断 File 对象描述的文件是否真实存在
boolean isDirectory() 判断 File 对象代表的文件是否是一个目录
boolean isFile() 判断 File 对象代表的文件是否是一个普通文件
boolean createNewFile() 根据 File 对象，自动创建一个空文件。成功创建后返回 true
boolean delete() 根据 File 对象，删除该文件。成功删除后返回 true
void deleteOnExit() 根据 File 对象，标注文件将被删除，删除动作会到 JVM 运行结束时才会进行
String[] list() 返回 File 对象代表的目录下的所有文件名
File[] listFiles() 返回 File 对象代表的目录下的所有文件，以 File 对象表示
boolean mkdir() 创建 File 对象代表的目录
boolean mkdirs() 创建 File 对象代表的目录，如果必要，会创建中间目录
boolean renameTo(File dest) 进行文件改名，也可以视为我们平时的剪切、粘贴操作
boolean canRead() 判断用户是否对文件有可读权限
boolean canWrite() 判断用户是否对文件有可写权限

观察 get 系列的特点和差异

java 复制代码 
//File的使用
public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File file=new File("./test.txt");
        System.out.println(file.getParent());
        System.out.println(file.getName());
        System.out.println(file.getPath());
        System.out.println(file.getAbsolutePath());
        System.out.println(file.getCanonicalFile());
    }
}

//运行结果
.
test.txt
.\test.txt
C:\Users\幽琴健\java_Code\giteedemo\system_code\.\test.txt
C:\Users\幽琴健\java_Code\giteedemo\system_code\test.txt

普通文件的创建

java 复制代码 
public class Demo2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File file=new File("./test.txt");

        //创建文件
        file.createNewFile();

        System.out.println(file.exists());
        System.out.println(file.isFile());
        System.out.println(file.isDirectory());
    }
}

//运行结果
true
true
false

普通文件的删除

java 复制代码 
//文件删除
public class Demo3 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, IOException {
        File file =new File("./test.txt");
        System.out.println(file.createNewFile());
        //System.out.println(file.delete());

        //是等到程序退出了再删除，不是立即删除；
        file.deleteOnExit();
        System.out.println(file.exists());
        Thread.sleep(5000);
    }
}

//运行结果
true
true

观察目录的创建1

java 复制代码 
public class Demo4 {
    public static void main(String[] args) {
        File file=new File("./testDir");// 要求该目录不存在，才能看到相同的现象

        System.out.println(file.mkdir());
        System.out.println(file.isDirectory());
    }
}

//运行结果
true
true

观察目录的创建2

java 复制代码 
public class Demo4 {
    public static void main(String[] args) {
        File file=new File("./testDir/111/222/333");// 要求该目录不存在，才能看到相同的现象

        System.out.println(file.mkdirs());
        System.out.println(file.isDirectory());
    }
}

//运行结果
true
true

观察文件重命名

java 复制代码 
//文件重命名
public class Demo5 {
    public static void main(String[] args) {
        File file=new File("./test.txt");
        File file2=new File("./test1.txt");
        System.out.println(file.renameTo(file2));
    }
}

//运行结果
true

以上文件系统的操作，都是基于File类来完成的。另外还需要文件内容的操作

文件内容的读写------文件流 stream

文件这里的内容本质是来自于硬盘，硬盘又是操作系统管理的。使用某个编程语言操作文件，本质上都是需要调用系统的api

文件内容的操作核心步骤有四个：

  1. 打开文件 fopen
  2. 关闭文件 fclose
  3. 读文件 fread
  4. 写文件 fwrite

字节流：InputStream、OutputStream，是操作字节为单位（二进制文件）

字符流：Reader、Writer，是操作字符为单位（文本文件）

Java lO 流是一个比较庞大的体系，涉及到非常多的类。这些不同类，都有各自不同的特性但是总的来说，使用方法都是类似的。

  1. 构造方法，打开文件
  2. close方法，关闭文件。（可以通过finally或者**try()**的方式去关闭，后者更优雅）
  3. 如果衍生自InputStream或者Reader就可以使用read方法来读数据
  4. 如果衍生自OutputStream或者Writer就可以使用write方法来写数据

注意：close()方法这个释放必要的资源这个操作非常重要。让一个进程打开一个文件是要从系统这里申请一定的资源的（占用进程的PCB里的文件描述符表中的一个表项，这个表是个顺序表，长度有限且不会扩容），如果不释放就会出现"文件资源泄露"，如果一直打开，文件描述符表就会被占满，后续就无法继续打开新的文件了

文本文件也可以用字节流打开，只不过此时你读到的每个字节就不是完整的字符了

InputStream

方法

修饰符及返回值类型 方法签名 说明
int read() 读取一个字节的数据，返回 -1 代表已经完全读完了
int read(byte[] b) 最多读取 b.length 字节的数据到 b 中，返回实际读到的数量；-1 代表以及读完了
int read(byte[] b,int off, int len) 最多读取 len - off 字节的数据到 b 中，放在从 off 开始，返回实际读到的数量；-1 代表以及读完了
void close() 关闭字节流

说明

InputStream 只是一个抽象类，要使用还需要具体的实现类。关于 InputStream 的实现类有很多，基本可以认为不同的输入设备都可以对应一个 InputStream 类，我们现在只关心从文件中读取，所以使用FileInputStream

FileInputStream概述

构造方法

签名 说明
FileInputStream(File file) 利用 File 构造文件输入流
FileInputStream(String name) 利用文件路径构造文件输入流
java 复制代码 
//Reader使用
public class Demo6 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
//        FileReader 构造方法, 可以填写一个文件路径(绝对路径/相对路径都行), 也可以填写一个构造好的 File 对象
//        Reader reader = new FileReader("d:/test.txt");
//        try {
//            // 中间的代码无论出现啥情况, close 都能保证执行到.
//        } finally {
//            // 抛出异常, 或者 return, close 就都执行不到了~~
//            reader.close();
//        }

        // 上述使用 finally 的方式能解决问题, 但是不优雅.
        // 使用 try with resources 是更好的解决方案.
        try(Reader reader=new FileReader("d:/test.txt")){
            while(true){
                char[] buf=new char[1024];
                int n=reader.read(buf);
                if(n==-1){
                    //读到文件末尾了
                    break;
                }
                for(int i=0;i<n;i++){
                    System.out.print(buf[i]+" ");
                }
            }
        }

    }
}
java 复制代码 
public class Demo7 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        try (InputStream inputStream = new FileInputStream("d:/test.txt")) {
            while (true) {
                byte[] buf = new byte[1024];
                int n = inputStream.read(buf);
                if (n == -1) {
                    break;
                }
                for (int i = 0; i < n; i++) {
                    System.out.printf("%x ", buf[i]);
                }
                String s = new String(buf, 0, n, "utf8");
                System.out.println(s);
            }
        }
    }
}
利用 Scanner 进行字符读取

上述例子中，我们看到了对字符类型直接使用 InputStream 进行读取是非常麻烦且困难的，所以，我们使用一种我们之前比较熟悉的类来完成该工作，就是 Scanner 类。

构造方法 说明
Scanner(InputStream is, String charset) 使用 charset 字符集进行 is 的扫描读取
java 复制代码 
public class Demo8 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        try(InputStream inputStream=new FileInputStream("d:/test.txt")){
            Scanner scanner=new Scanner(inputStream);
            //此时就是从test.txt这个文件中读取数据了
            String s=scanner.next();
            System.out.println(s);
        }
    }
}
OutputStream 概述

方法

修饰符及返回值类型 方法签名 说明
void write(int b) 写入要给字节的数据
void write(byte[] b) 将 b 这个字符数组中的数据全部写入 os 中
int write(byte[] b, int off,int len) 将 b 这个字符数组中从 off 开始的数据写入 os 中，一共写 len 个
void close() 关闭字节流
void flush() 重要：我们知道 I/O 的速度是很慢的，所以，大多的 OutputStream 为了减少设备操作的次数，在写数据的时候都会将数据先暂时写入内存的一个指定区域里，直到该区域满了或者其他指定条件时才真正将数据写入设备中，这个区域一般称为缓冲区。但造成一个结果，就是我们写的数据，很可能会遗留一部分在缓冲区中。需要在最后或者合适的位置，调用 flush（刷新）操作，将数据刷到设备中。

说明

OutputStream 同样只是一个抽象类，要使用还需要具体的实现类。我们现在还是只关心写入文件中，所以使用 FileOutputStream

java 复制代码 
public class Demo9_1 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        try(OutputStream outputStream=new FileOutputStream("d:/test.txt")){
            outputStream.write('H');
            outputStream.write('e');
            outputStream.write('l');
            outputStream.write('l');
            outputStream.write('o');

            //不要忘记了 flsuh()
            outputStream.flush();
        }
    }
}

练习

扫描指定目录，并找到名称中包含指定字符的所有普通文件（不包含目录），并且后续询问用户是否要删除该文件

java 复制代码 
public class Demo10 {
    private static Scanner scanner = new Scanner(System.in);

    public static void main(String[] args) {
        //1、让用户输入一个目录，后续的查找都是针对这个目录来进行的
        System.out.println("请输入要搜索的根目录：");
        File rootPath = new File(scanner.next());
        //2、再让用户输入要搜索/要删除的关键词
        System.out.println("请输入要删除的关键词：");
        String word = scanner.next();
        //3、判定一下当前要输入的目录是否有效
        if (!rootPath.isDirectory()) {
            System.out.println("您输入的路径不是合法目录");
            return;
        }
        //4、遍历目录，从根目录出发，按照深度优先（递归）的方式进行遍历
        scanDir(rootPath,word);
    }

    public static void scanDir(File curDir, String word) {
        //1、先列出当前目录中都包含哪些内容
        File[] files = curDir.listFiles();
        if (files == null || files.length == 0) {
            //非法目录或者空目录
            return;
        }
        //2、遍历列出的文件，分两种情况讨论
        for (File f : files) {
            //加个日志，方便查看程序执行的过程
            System.out.println(f.getAbsolutePath());

            if (f.isFile()) {
                //3、如果当前文件是普通文件，看看文件名是否包含了word，来决定是否要删除
                dealFile(f, word);
            } else {
                //4、如果当前文件是目录文件，就递归执行scanDir
                scanDir(f, word);
            }
        }
    }

    private static void dealFile(File f, String word) {
        //1、先判定当前文件名是否包含word
        if (!f.getName().contains(word)) {
            //此时这个文件不包含word关键词，直接跳过
            return;
        }
        //2、包含word就需要询问用户是否需要删除该文件？
        System.out.println("该文件是：" + f.getAbsolutePath() + "，是否确认删除（Y/N）");
        String choice = scanner.next();
        if (choice.equals("Y") || choice.equals("y")) {
            f.delete();
        }
        //如果是其他值就忽略
    }
}

//运行结果
请输入要搜索的根目录：
d:/tmp
请输入要删除的关键词：
test
d:\tmp\111
d:\tmp\111\aaa
d:\tmp\111\aaa\test.txt
该文件是：d:\tmp\111\aaa\test.txt，是否确认删除（Y/N）
n
d:\tmp\222
d:\tmp\222\bbb
d:\tmp\222\bbb\新建 文本文档.txt
d:\tmp\333
d:\tmp\333\ccc

进行普通文件的复制

java 复制代码 
public class Demo11 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        //1、输入路径并且合法性判定
        System.out.println("请输入要复制的源文件路径：");
        String src = scanner.next();
        File srcFile = new File(src);
        if (!srcFile.isFile()) {
            System.out.println("您输入的源文件路径非法");
            return;
        }
        System.out.println("请输入要复制到的目标路径：");
        String dest = scanner.next();
        File destFile = new File(dest);
        //不要求目标文件本身存在. 但是得保证目标文件所在的目录, 得是存在的.
        //假设目标文件写作 d:/tmp/cat2.jpg, 就需要保证 d:/tmp 目录是存在的.
        if (!destFile.getParentFile().isDirectory()) {
            System.out.println("您输入的目标路径非法");
            return;
        }

        //2、进行复制操作的过程，按照字节流打开
        try (InputStream inputStream = new FileInputStream(srcFile);
             OutputStream outputStream = new FileOutputStream(destFile)) {
            while (true) {
                byte[] buffer = new byte[20480];
                int n = inputStream.read(buffer);
                System.out.println("n=" + n);
                if (n == -1) {
                    System.out.println("读取到EOF，循环结束");
                    break;
                }
                outputStream.write(buffer, 0, n);
            }
        }
    }
}

//运行结果
请输入要复制的源文件路径：
d:/tmp/111/calculator.png
请输入要复制到的目标路径：
d:/tmp/222/calculator2.png
n=20480
n=220
n=-1
读取到EOF，循环结束

扫描指定目录，并找到名称或者内容中包含指定字符的所有普通文件（不包含目录）

java 复制代码 
public class Demo12 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入要扫描的根目录：");
        String rootPath = scanner.next();
        File rootDir = new File(rootPath);
        if (!rootDir.isDirectory()) {
            System.out.println("您输入的根目录不是非法目录");
            return;
        }

        System.out.println("请输入要找出的文件名中的字符");
        String token = scanner.next();

        List<File> result = new ArrayList<>();
        //因为文件系统是树形结构，所以我们使用深度优先遍历（递归）完成遍历
        scanDirWithContent(rootDir, token, result);
        System.out.println("共找到了符合条件的文件 " + result.size() + " 个，它们分别是：");

        for (File file : result) {
            System.out.println(file.getCanonicalFile());
        }
    }

    private static void scanDirWithContent(File rootDir, String token, List<File> result) throws IOException {
        File[] files = rootDir.listFiles();
        if (files == null || files.length == 0) {
            return;
        }

        for (File file : files) {
            if (file.isDirectory()) {
                scanDirWithContent(file, token, result);
            } else {
                if (isContentContains(file, token)) {
                    result.add(file.getAbsoluteFile());
                }
            }
        }
    }

    //我们全部按照utf-8的字符文件来处理
    private static boolean isContentContains(File file, String token) throws IOException {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        try (InputStream inputStream = new FileInputStream(file)) {
            try (Scanner scanner = new Scanner(inputStream, "UTF-8")) {
                while (scanner.hasNextLine()) {
                    sb.append(scanner.nextLine());
                    sb.append("\r\n");
                }
            }
        }
        return sb.indexOf(token) != -1;
    }
}

//运行结果
请输入要扫描的根目录：
d:/tmp
请输入要找出的文件名中的字符
hello
共找到了符合条件的文件 3 个，它们分别是：
D:\tmp\111\aaa\test.txt
D:\tmp\222\bbb\新建 文本文档.txt
D:\tmp\333\ccc\新建 文本文档.txt
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