File类

提供一些方法(api)来操纵文件和获取文件的信息

File常用API

属性

获取系统分隔符

不同操作系统的分隔符

windows的目录分割符号是用向右的斜线，java中\ 表示转义字符，所以向右的斜线需要写两个 \;

linux目录分割符号是向左的斜线: /

private static final FileSystem fs = DefaultFileSystem.getFileSystem();
public static final char separatorChar = fs.getSeparator();
public static final String pathSeparator = "" + pathSeparatorChar; 

程序案例：

System.out.println("File.pathSeparator:" + File.pathSeparator);
System.out.println("File.separatorChar:" + File.separatorChar);

程序运行结果：

File.pathSeparator:;
File.separatorChar:\

方法

获取文件/文件夹名称

程序案例：

File file = new File("D:\\java-workspace");
System.out.println("文件夹/文件名: " + file.getName());
System.out.println("绝对路径:" + file.getAbsolutePath());
System.out.println("路径: " + file.getPath());

程序运行结果：

文件夹/文件名: \java-workspace
绝对路径:D:\\java-workspace
路径: D:\\java-workspace

文件夹/文件

程序案例：

File file = new File("D:\\java-workspace");
System.out\.println("是否是文件: " + file.isDirectory());
System.out\.println("是否是文件: " + file.isFile());

程序运行结果：

是否是文件: true
是否是文件: false 

文件操作

程序案例：

File file = new File("D:\\newFile.txt");if (file.exists()) {file.delete(); // 删除当前文件，如果是文件夹，要确保文件夹内容为空。
}
boolean f = file.createNewFile();if (f) {// 如果文件创建成功System.out\.println("是否是隐藏问: " + file.isHidden());System.out\.println("最后一次修改时间: " + new Date(file.lastModified()));System.out\.println("是否可读: " + file.canRead());System.out\.println("是否可写: " + file.canWrite());System.out\.println("是否可执行: " + file.canExecute());System.out\.println("磁盘总空间大小: "+ file.getTotalSpace()/1024/1024/1024+"G");System.out\.println("磁盘可用空间大小: "+file.getUsableSpace()/1024/1024/1024+"G");System.out\.println("磁盘剩余空间大小: "+ file.getFreeSpace()/1024/1024/1024+"G");
}

修改文件名称

file.renameTo(new File("D:\\modify.txt"));	
System.out\.println("文件名称: "+ file.getName());
File nFile = new File("D:\\modify.txt");
System.out.println("修改文件名: "+ file.renameTo(nFile));

程序运行结果：

是否是隐藏问: false
最后一次修改时间: Tue Jan 25 14:28:29 CST 2022
是否可读: true
是否可写: true
是否可执行: true
磁盘总空间大小: 429G
磁盘可用空间大小: 424G
磁盘剩余空间大小: 424G
修改文件名: true

文件夹、文件访问

程序案例：

File file = new File("C:\\");
String[] fs = file.list();
File[] files = file.listFiles();for(File f: files) {System.out\.println(f.getName());
}

程序运行结果(部分)：

eclipse
hiberfil.sys
Intel
pagefile.sys
PerfLogs
Program Files

流的概念

流是个抽象的概念，是\对输入输出设备的抽象\，Java程序中，对于数据的输入/输出操作都是以“流”的方式进行。设备可以是文件，网络，内存等。

1.2.1 输入、输出流

提输入、输出是相对于\内存\的操作而言。

字节流、字符流

字节流–传输过程中，传输数据的最基本单位是字节的流。

字符流–传输过程中，传输数据的最基本单位是字符的流。

1.2.3 流的层次结构

1.3 字节流

以字节为(8bits)为单位进行IO操作，一般用来处理二进制文件(例如：图片、声音、视频等)。

1.3.1 字节输入流

1.3.2 字节输出流

程序案例：

程序案例：使用字节流完成流的拷贝功能。

InputStream in = new FileInputStream("c:\\jdk-8u311-windows-x64.exe");OutputStream out = new FileOutputStream("d:\\jdk-8u311-windows-x64.exe");int n = 0;
long t1 = System.currentTimeMillis();while ((n = in.read()) != -1) {out.write(n);}
long t2 = System.currentTimeMillis();
out.close();
in.close();System.out\.println("字节拷贝，耗时: " + (t2 - t1)+"ms");程序运行结果：                                字节拷贝，耗时: 439897ms

字节流的缓存

如果按照一个字节一个字节的进行IO操作，字节的入和出的速度不是对等的。比如我们在工地经常看到传递砖块的操作，一般不是一个砖接一个砖传递，而是几块砖头放在一起传递。在流操作中，经常用到的技术是定义一个缓存区域，积累到一定数量后，一次性发送给接收端。

程序案例： 使用缓存优化字节流完成流的拷贝功能

InputStream in = new FileInputStream("c:\\jdk-8u311-windows-x64.exe");OutputStream out = new FileOutputStream("d:\\jdk-8u311-windows-x64.exe");long t1 = System.currentTimeMillis();
byte[] buffer = new byte[1024];
while (in.read(buffer) != -1) {out.write(buffer);
}
long t2 = System.currentTimeMillis();
out.close();
in.close();
System.out\.println("字节缓存拷贝，耗时: " + (t2 - t1)+"ms");

程序运行结果：

字节缓存拷贝，耗时: 586ms

1.4 字符流

以字符为单位的IO操作，一般用来操作文本信息。

1.4.1 字符输入流

程序案例：

BufferedReader in =
new BufferedReader(
new FileReader("D:\\java-workspace\\javaio\\src\\javaio\\CopyDemo.java"));
String line = null;
int index = 0;while ((line = in.readLine()) != null) {System.out\.println((++index) +"\t"+ line);}		in.close();

程序运行结果(部分)：

1	package javaio;
2  
3	import java.io.FileInputStream;
4	import java.io.FileOutputStream;
5	import java.io.IOException;
6	import java.io.InputStream;
7	import java.io.OutputStream;

1.4.2 字符输出流

程序案例：

PrintWriter pw = new PrintWriter(new FileWriter("D:\\pw.html"));
pw.println("<h1>你好，java IO 流</h1>");
pw.println("<h2>java爱好者</h2>");
pw.println("<h3>测试字符输出流的用法</h3>");		
pw.flush();
pw.close();

程序运行结果：

流的异常捕获方案

try … catch … finally

一般流的异常都是可检查异常，所有在开发过程中需要强制使用异常捕获流程处理。一般打开流对象后，如果不关闭会一直占用一个通道(就像开辟了几条通道进行数据传输，其中一条已经完成，但是不释放则会一直占用此通道，造成资源浪费)。一般开发中我们会在finally语句块调用流的关闭语句，以此释放流资源。

程序案例：

InputStream in = null;
try{in = new FileInputStream(“D:\\in.dat”);
}catch(IOException e){//异常信息
}finally{
in.close(); //关闭流对象
}

try … with … resource

如果打开了外部资源（文件、数据库连接、网络连接等），我们必须在这些外部资源使用完毕后，手动关闭它们。因为外部资源不由JVM管理，无法享用JVM的垃圾回收机制，如果我们不在编程时确保在正确的时机关闭外部资源，就会导致外部资源泄露，紧接着就会出现文件被异常占用，数据库连接过多导致连接池溢出等诸多很严重的问题。

对于实现了Closeable接口的类，可以使用try…with…resource处理异常。

程序案例：

try(InputStream in = new FileInputStream(“D:/abc.txt”)){//异常信息
}catch(IOException e){//捕获异常
}

序列化

序列化：一个Java对象作一下“变换”，变成\字节序列\，这样一来方便持久化存储到磁盘，避免程序运行结束后对象就从内存里消失，另外变换成字节序列也更便于网络运输和传播

反序列化：把字节序列恢复为原先的Java对象。

实现序列化接口的对象，有一个特殊常量serialVersinUID。

提示： static修饰的不会被序列化，transient修饰的不会被序列化。

对象流

对象流：有的时候，我们可能需要将内存中的对象持久化到硬盘上，或者将硬盘中的对象信息读到内存中，这个时候我们需要使用对象输入输出流。

当使用对象流写入或者读取对象的时候，必须保证该对象是序列化的，这样是为了保证对象能够正确的写入文件，并能够把对象正确的读回程序。

(1) ObjectInputStream: 字节对象输入流

(2) ObjectOutputStream: 字节对象输出流

程序案例((ObjectInputStream)：

public class Car implements Serializable{private static final long serialVersionUID\ = 1L;private String brand;private String color;private double price; public Car(String brand, String color, double price) {this.brand = brand;this.color = color;this.price = price;}//其它代码省略
}
.....ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("D:\\car.dat"));
Car car = new Car("BMW", "黑色", 1200000.00);
out.writeObject(car);
out.flush();
out.close();

程序运行结果：

程序案例(ObjectOutputStream)：

ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream("D:\\car.dat"));
Car car = (Car) in.readObject();	
System.out\.println(car);
in.close();

程序运行结果：

Car [brand=BMW, color=黑色, price=1200000.0]

序列化接口

Serializable是一个标记性接口，没有实现任何内容，只是告诉JVM当前对象需要序列化。

public interface Serializable {}

日志

日志概念

日志是一种记录、跟踪程序运行的技术。作用主要在以下三个方面：

调试

在Java项目调试时，查看栈信息可以方便地知道当前程序的运行状态，输出的日志便于记录程序在之前的运行结果。

错误定位

项目在运行一段时候后，可能由于数据问题，网络问题，内存问题等出现异常。这时日志可以帮助开发或者运维人员快速定位错误位置，提出解决方案。

数据分析

日志中蕴含了大量的用户数据，包括点击行为，兴趣偏好等，用户画像对于公布下一步的战略方向有一定指引作用。

日志级别

(1) ALL: 最低等级的，用于打开所有日志记录。

(2) TRACE: 很低的日志级别，一般不会使用。

(3) DEBUG: 指出细粒度信息事件对调试应用程序是非常有帮助的，主要用于打印一些调试信息。

(4) WARN: 表明会出现潜在错误的情形，有些信息不是错误信息，但是也要给程序员一些提示。

(5) INFO: 消息在粗粒度级别上突出强调应用程序的运行过程。打印一些你感兴趣的或者重要的信息。这个用于生产环境中输出程序运行的一些重要信息，但是不能滥用，避免打印过多的日志。

(6) ERROR: 指出虽然发生错误事件，但任然不影响系统的继续运行。打印错误和异常信息，如果不想输出太多的日志，可以使用这个级别。

(7) FATAL: 指出每个严重的错误事件将会导致应用程序的退出。这个级别比较高了。重大错误。

log4j

Log4j是Apache的一个开源项目，通过使用Log4j，我们可以控制日志信息输送的目的地是控制台、文件、GUI组件，甚至是套接口服务器、NT的事件记录器、UNIX Syslog守护进程等；我们也可以控制每一条日志的输出格式；通过定义每一条日志信息的级别，我们能够更加细致地控制日志的生成过程。最令人感兴趣的就是，这些可以通过一个配置文件来灵活地进行配置，而不需要修改应用的代码。

日志配置

Loggers

Loggers组件在此系统中被分为五个级别：DEBUG、INFO、WARN、ERROR和FATAL。这五个级别是有顺序的，DEBUG < INFO < WARN < ERROR < FATAL，分别用来指定这条日志信息的重要程度Log4j有一个规则：只输出级别不低于设定级别的日志信息，假设Loggers级别设定为INFO，则INFO、WARN、ERROR和FATAL级别的日志信息都会输出，而级别比INFO低的DEBUG则不会输出。

Appenders

禁用和使用日志请求只是Log4j的基本功能，Log4j日志系统还提供许多强大的功能，比如允许把日志输出到不同的地方，如控制台(Console)、文件(Files)等，可根据天数或者文件大小产生新的文件，可以以流的形式发送到其它地方等等。

Layouts

Log4j可以在Appenders的后面附加Layouts来完成这个功能。Layouts提供四种日志输出样式，如根据HTML样式、自由指定样式、包含日志级别与信息的样式和包含日志时间、线程、类别等信息的样式。

PatternLayout格式参数如下表：

序号	格式	含义
1	%p	输出日志信息的优先级：DEBUG,INFO,WARN,ERROR,FATAL。
2	%d	输出日志时间点的日期或时间。默认格式为ISO8601,也可以在其后指定格式。%d{yyyy/MM/dd HH:mm:ss SSS}。
3	%r	输出自应用程序启动到输出该log信息耗费的毫秒数。
4	%t	输出产生该日志事件的线程名。
5	%l	输出日志事件的发生位置，相当于%C%M(%F%L)的组合，包括类全名、方法、文件名以及在代码中的行数。例如：testLog4j.java:
6	%c	输出日志信息所属的类目，通常就是所在类的全名。
7	%M	输出产生日志信息的方法名
8	%F	输出日志消息产生时所在的文件名称
9	%L	输出代码中的行号
10	%m	输出代码中指定的具体日志位置
11	%n	输出一个回车换行符，Windows平台为“\r\n”，Unix平台为“\n”。

日志使用

配置文件: 在src定义一个properties文件: log4j.properties。

配置文件案例

log4j.rootLogger = DEBUG,Console,infoFile
log4j.appender.Console = org.apache.log4j.ConsoleAppender
log4j.appender.Console.Target = System.out
log4j.appender.Console.Threshold = DEBUG
log4j.appender.Console.layout = org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.Console.layout.ConversionPattern=[%c] - %m%n
log4j.appender.infoFile = org.apache.log4j.FileAppender
log4j.appender.infoFile.File=D:/logs/test.log
log4j.appender.infoFile.Threshold = DEBUG
log4j.appender.infoFile.layout = org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.infoFile.layout.ConversionPattern=[%c] - %m%n

程序案例：

Logger.getLogger(Logger.class).debug("测试log4j日志...");

NIO编程

java.nio全称java non-blocking IO（实际上是 new io），是指JDK 1.4 及以上版本里提供的新api(new IO) ，为所有的原始类型（boolean类型除外）提供缓存支持的数据容器，使用它可以提供非阻塞式的高伸缩性网络。

NIO组件

缓冲区

(缓冲区(Buffer): 本质上是一个可以写入数据的内存块，然后可以再次读取，该对象提供了一组方法，可以更轻松地使用内存。

通道(Channel):

channel(通道)可以同时进行读写，而流只能读或者只能写。

通道可以实现异步读写数据。

通道可以从缓冲读数据，也可以写数据到缓冲。

channel提供了一个map()方法，可以直接将数据映射到内存中。

选择器(Selector)

可以检测多个NIO channel，看看读或者写事件是否就绪。多个\Channel\以事件的方式可以注册到同一个Selector，从而达到用一个线程处理多个请求成为可能。

NIO编程

程序案例：

String fileName = "D:\\java-workspace\\javaio\\src\\javaio\\ReaderDemo.java";RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(fileName, "rw");/** 创建Channel*/		
FileChannel inChannel = raf.getChannel();/** 创建缓存区，缓存48个字节*/		
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(48);/*** 读取48个字符到buffer缓存中* 检查是否到达文件的末尾(-1表示末尾)*/		
while((bytesRead = inChannel.read(buffer)) !=-1) {/*** 把buffer当前位置更改为buffer缓冲区的第一个位置*/buffer.flip();		while(buffer.hasRemaining()) {/*** 从buffer当前位置一个字节、一个字节的读取缓存区数据*/System.out\.print((char)buffer.get());}/*** 清空buffer，设置到buffer缓冲区的第一个位置*/buffer.clear();}
raf.close(); 

程序运行结果(部分)：

package javaio;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;public class ReaderDemo { public static void main(String[] args) throws IOException {:::

BIO/AIO/NIO概念