Java之IO(五)檔案系統

標籤：nat   比較   except   down   允許   額外   created   時間戳記   readonly   

　　轉載請註明源出處：http://www.cnblogs.com/lighten/p/6992043.html

1.前言

　　在講解Java的檔案流之前，先來認識一下Java的檔案系統的實現。值得一提的是，Java8與Java7相比，對這一塊做了一些改動，接下來會進行對比介紹，但主要還是以Java8為主。

1.1 Java7與Java8不同之處概覽

　　首先，Java8多了一個DefaultFileSystem，但少了一個Win32FileSystem類，其次兩者的抽象父類FileSystem有些許區別。Java7的抽象父類有一個靜態native方法，FileSystem getFileSystem();

而Java8沒有。在File類檔案我們可以看到，Java7擷取電腦主機的檔案系統就是通過FileSystem.getFileSystem()；而Java8則是通過DefaultFileSystem.getFileSystem();

　　這個WinNTFileSystem是兩個版本都有的一個類，但實現不一樣，由於Java7存在Win32FileSystem，其WinNTFileSystem類是繼承自Win32FileSystem，Java8沒有這個類，所以其是直接繼承抽象父類FileSystem。從這裡我們也可以看出區別了，Java7是通過native方法來選擇主機的檔案系統實作類別執行個體。但是Java8隻有WinNTFileSystem一個實作類別，沒有Win32FileSystem的，因此就是直接返回一個WinNTFileSystem執行個體。後面將比較WinNTFileSystem在兩個版本的不同之處。

2.WinNTFileSystem

　　FileSystem中定義了許多的抽象方法，具體如下：

　　

　　涉及到檔案系統的查詢，添加刪除都是native方法，具體如下：

private native String getDriveDirectory(int drive);    //擷取磁碟目錄，A~Z盤符private native String canonicalize0(String path)            throws IOException;    // 正常化檔案路徑private native String canonicalizeWithPrefix0(String canonicalPrefix,            String pathWithCanonicalPrefix)            throws IOException;    // 這個也是正常化，不過其假定之前的路徑都是規範的，只需要規範路徑最後一個元素// 一些檔案的操作，檔案資訊的讀取，刪除建立目錄及檔案許可權等等public native int getBooleanAttributes(File f);     public native boolean checkAccess(File f, int access);public native long getLastModifiedTime(File f);public native long getLength(File f);public native boolean setPermission(File f, int access, boolean enable,            boolean owneronly);public native boolean createFileExclusively(String path)            throws IOException;public native String[] list(File f);public native boolean createDirectory(File f);public native boolean setLastModifiedTime(File f, long time);public native boolean setReadOnly(File f);private native boolean delete0(File f);private native boolean rename0(File f1, File f2);private static native int listRoots0();private native long getSpace0(File f, int t);private static native void initIDs();

　　Java7與Java8針對於檔案的一些操作方法，在WinNTFileSystem大致相同，不過Java7是將其實現在Win32FileSystem類中。雖說是大致相同，但是還是有些許差別。Win32FileSystem擷取磁碟使用大小如下：

　　兩個版本的WinNTFileSystem的實現卻是一樣的。

　　這裡為什麼不需要相容Win32就不清楚了，或許是在使用時判斷過了，或許是native方法getSpace0的實現方法不同了。而除了這個方法，兩者的這個WinNTFileSystem都實現都是一樣的，Java7的Win32FileSystem就是一個getSpace與WinNTFileSystem，這也難怪移除了這個類，只使用WinNTFileSystem這個類了。

　　由於大部分方法都是些native方法，調用這些方法的方法實現也比較簡單，這裡就不進行說明了，直接看源碼就很明白了。這裡簡單介紹一下檔案路徑的處理過程。

　　1.public String canonicalize(String path)；

　　　　(1)判斷path長度：

　　　　　　長度為兩位，格式是字母:，則返回大寫字母:，比如C:

　　　　　　長度為三位，格式是字母:\\，則返回大寫字母:\\，如C:\\

　　　　(2)判斷設定是否需要緩衝路徑：

　　　　　　不需要，調用native方法canonicalize0

　　　　　　需要，擷取緩衝cache，存在就直接返回。不存在：

　　　　　　(a)如果使用緩衝的路徑首碼，通過parentOrNull擷取檔案的父路徑，沒有則為null。如果父路徑不為空白，取緩衝prefixCache，緩衝為空白，就調用canonicalizeWithPrefix，注意這裡放入的緩衝是cache，這個結果就是我們需要的整個路徑格式化結果。

　　　　　　(b)如果結果還是null,就使用navtive方法的canonicalize0擷取格式化路徑。放入cache緩衝。注意，如果需要緩衝首碼，並且a步驟解析的父路徑不為空白，就重新通過格式化後的路徑擷取父檔案，存在且格式化後的路徑也是一個檔案存在且不是目錄，就將結果存入prefixCache。

　　這個解析過程看過去很麻煩，為什麼不直接調用canonicalize0方法。主要是通過使用緩衝，可以改進啟動的效能。值得注意的是，a步驟和b步驟放入cache中的索引值寫法是不一樣的，但是結果是一致的，cache處理的是相同path的格式化路徑，索引值就是傳入的path，prefixCache處理的是父目錄目錄的格式化路徑，取出來的是父目錄的格式化路徑，確保與native演算法canonicalize_md.c中的結果一致，進行了相應的轉換處理，所以源碼看過去有些繁瑣。

3.File

　　File類有四種構造方法：

　　不管是哪種方式，最終都是要初始化兩個參數：

　　下面這些檔案方式，都是使用了FileSystem的與路徑處理相關的方法：

　　而剩下的所有方法，都與FileSystem的native方法相關了，沒有太多介紹的必要。唯一有點意思的就是deleteOnExit()方法，其實現與DeleteOnExitHook類相關，這個類最後會介紹。

4.其它相關類4.1 ExpiringCache

　　第2節講到過擷取路徑的標準字串時使用到了緩衝，這個緩衝就是ExpiringCache類，這是一個帶時效的緩衝，實現關鍵就在於初始化的時候需要給一個逾時時間

　　其儲存的不只是索引值，值是一個Entry，有額外的儲存時間欄位

　　在儲存的時候會加上儲存時間戳記，擷取的時候會比較一下目前時間是否逾時。逾時就清除返回null，否則就返回所需要的值。

 4.2DeleteOnExitHook

　　File類的deleteOnExit()方法就是使用了這個類。實際上開源架構dubbo的停機也使用了其中的機制。Java目前在JVM關閉的時候提供了一個鉤子（hook），這個允許你在JVM關閉的時候執行一些代碼，這個類就是在關閉的時候執行刪除需要刪除的檔案。一般是通過Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread())進行的。DeleteOnExitHook是使用了一個sun.misc.SharedSecrets類來完成的，原理應該一樣的。hook在以下情況會生效：

　　1.程式運行完成退出

　　2.使用System.exit()方法退出

　　3.終端運行時使用ctrl+c中止程式

　　4.系統關閉

　　5.OutOfMemory造成宕機

　　6.kill pid命令殺死進程（kill -9 pid不行）

Java之IO(五)檔案系統