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在丑陋的Java I/O编程方式诞生多年以后，Java终于简化了文件读写的基本操作。这种"困难方式"的全部细节都在Appendix: I/O Streams。如果你读过这个部分，就会认同Java设计者毫不在意他们的使用者的体验这一观念。打开并读取文件对于大多数编程语言来是非常常用的，由于I/O糟糕的设计以至于 很少有人能够在不依赖其他参考代码的情况下完成打开文件的操作。
好像Java设计者终于意识到了Java使用者多年来的痛苦，在Java7中对此引入了巨大的改进。这些新元素被放在java.nio.file包下面，过去人们通常把nio中的n理解为new即新的io，现在更应该当成是non-blocking非阻塞io(io就是input/output输入/输出)。java.nio.file库终于将Java文件操作带到与其他编程语言相同的水平。最重要的是Java8新增的streams与文件结合使得文件操作编程变得更加优雅。我们将看一下文件操作的两个基本组件：
- 文件或者目录的路径；
- 文件本身。
一个Path对象表示一个文件或者目录的路径，是一个跨操作系统（OS）和文件系统的抽象，目的是在构造路径时不必关注底层操作系统，代码可以在不进行修改的情况下运行在不同的操作系统上。java.nio.file.Paths类包含一个重载方法static get()，该方法方法接受一系列Strings字符串或一个统一资源标识符(URI)作为参数，并且进行转换返回一个Path对象：
// files/PathInfo.java import java.nio.file.*; import java.net.URI; import java.io.File; import java.io.IOException; public class PathInfo { static void show(String id, Object p) { System.out.println(id + ": " + p); } static void info(Path p) { show("toString", p); show("Exists", Files.exists(p)); show("RegularFile", Files.isRegularFile(p)); show("Directory", Files.isDirectory(p)); show("Absolute", p.isAbsolute()); show("FileName", p.getFileName()); show("Parent", p.getParent()); show("Root", p.getRoot()); System.out.println("******************"); } public static void main(String[] args) { System.out.println(System.getProperty("os.name")); info(Paths.get("C:", "path", "to", "nowhere", "NoFile.txt")); Path p = Paths.get("PathInfo.java"); info(p); Path ap = p.toAbsolutePath(); info(ap); info(ap.getParent()); try { info(p.toRealPath()); } catch(IOException e) { System.out.println(e); } URI u = p.toUri(); System.out.println("URI: " + u); Path puri = Paths.get(u); System.out.println(Files.exists(puri)); File f = ap.toFile(); // Don't be fooled } } /* 输出: Windows 10 toString: C:\path\to\nowhere\NoFile.txt Exists: false RegularFile: false Directory: false Absolute: true FileName: NoFile.txt Parent: C:\path\to\nowhere Root: C:\ ****************** toString: PathInfo.java Exists: true RegularFile: true Directory: false Absolute: false FileName: PathInfo.java Parent: null Root: null ****************** toString: C:\Users\Bruce\Documents\GitHub\onjava\ ExtractedExamples\files\PathInfo.java Exists: true RegularFile: true Directory: false Absolute: true FileName: PathInfo.java Parent: C:\Users\Bruce\Documents\GitHub\onjava\ ExtractedExamples\files Root: C:\ ****************** toString: C:\Users\Bruce\Documents\GitHub\onjava\ ExtractedExamples\files Exists: true RegularFile: false Directory: true Absolute: true FileName: files Parent: C:\Users\Bruce\Documents\GitHub\onjava\ ExtractedExamples Root: C:\ ****************** toString: C:\Users\Bruce\Documents\GitHub\onjava\ ExtractedExamples\files\PathInfo.java Exists: true RegularFile: true Directory: false Absolute: true FileName: PathInfo.java Parent: C:\Users\Bruce\Documents\GitHub\onjava\ ExtractedExamples\files Root: C:\ ****************** URI: file:///C:/Users/Bruce/Documents/GitHub/onjava/ ExtractedExamples/files/PathInfo.java true */
我已经在这一章第一个程序的**main()方法添加了第一行用于展示操作系统的名称，因此你可以看到不同操作系统之间存在哪些差异。理想情况下，差别会相对较小，并且使用/或者\**路径分隔符进行分隔。你可以看到我运行在Windows 10上的程序输出。
当toString()方法生成完整形式的路径，你可以看到getFileName() 方法总是返回当前文件名。 通过使用Files工具类(我们接下类将会更多的使用它)，可以测试一个文件是否存在，测试是否是一个"真正"的文件还是一个目录等等。"Nofile.txt"这个示例展示我们描述的文件可能并不在指定的位置；这样可以允许你创建一个新的路径。"PathInfo.java"存在于当前目录中，最初它只是没有路径的文件名，但它仍然被检测为"存在"。一旦我们将其转换为绝对路径，我们将会得到一个从"C:"盘(因为我们是在Windows机器下进行测试)开始的完整路径，现在它也拥有一个父路径。“真实”路径的定义在文档中有点模糊,因为它取决于具体的文件系统。例如，如果文件名不区分大小写，即使路径由于大小写的缘故而不是完全相同，也可能得到肯定的匹配结果。在这样的平台上，toRealPath() 将返回实际情况下的Path，并且还会删除任何冗余元素。
这里你会看到URI看起来只能用于描述文件，实际上URI可以用于描述更多的东西；通过维基百科可以了解更多细节。现在我们成功地将URI转为一个Path对象。
最后，你会在Path中看到一些有点欺骗的东西，这就是调用toFile()方法会生成一个File对象。听起来似乎可以得到一个类似文件的东西(毕竟被称为File)，但是这个方法的存在仅仅是为了向后兼容。虽然看上去应该被称为"路径"，实际上却应该表示目录或者文件本身。这是个非常草率并且令人困惑的命名，但是由于java.nio.file的存在我们可以安全的忽略它的存在。
Path对象可以非常容易的生成路径的某一部分：
// files/PartsOfPaths.java import java.nio.file.*; public class PartsOfPaths { public static void main(String[] args) { System.out.println(System.getProperty("os.name")); Path p = Paths.get("PartsOfPaths.java").toAbsolutePath(); for(int i = 0; i < p.getNameCount(); i++) System.out.println(p.getName(i)); System.out.println("ends with '.java': " + p.endsWith(".java")); for(Path pp : p) { System.out.print(pp + ": "); System.out.print(p.startsWith(pp) + " : "); System.out.println(p.endsWith(pp)); } System.out.println("Starts with " + p.getRoot() + " " + p.startsWith(p.getRoot())); } } /* 输出: Windows 10 Users Bruce Documents GitHub on-java ExtractedExamples files PartsOfPaths.java ends with '.java': false Users: false : false Bruce: false : false Documents: false : false GitHub: false : false on-java: false : false ExtractedExamples: false : false files: false : false PartsOfPaths.java: false : true Starts with C:\ true */
可以通过getName()来索引Path的各个部分，直到达到上限getNameCount()。Path也继承了Iterable接口，因此我们也可以通过增强的for循环进行遍历。请注意，即使路径以 .java结尾，使用endsWith() 方法也会返回false。这是因为使用endsWith() 比较的是整个路径部分，而不会包含文件路径的后缀。通过使用startsWith() 和endsWith()也可以完成路径的遍历。但是我们可以看到，遍历Path对象并不包含根路径，只有使用 startsWith()检测根路径时才会返回true。
Files工具类包含一系列完整的方法用于获得Path相关的信息。
// files/PathAnalysis.java import java.nio.file.*; import java.io.IOException; public class PathAnalysis { static void say(String id, Object result) { System.out.print(id + ": "); System.out.println(result); } public static void main(String[] args) throws IOException { System.out.println(System.getProperty("os.name")); Path p = Paths.get("PathAnalysis.java").toAbsolutePath(); say("Exists", Files.exists(p)); say("Directory", Files.isDirectory(p)); say("Executable", Files.isExecutable(p)); say("Readable", Files.isReadable(p)); say("RegularFile", Files.isRegularFile(p)); say("Writable", Files.isWritable(p)); say("notExists", Files.notExists(p)); say("Hidden", Files.isHidden(p)); say("size", Files.size(p)); say("FileStore", Files.getFileStore(p)); say("LastModified: ", Files.getLastModifiedTime(p)); say("Owner", Files.getOwner(p)); say("ContentType", Files.probeContentType(p)); say("SymbolicLink", Files.isSymbolicLink(p)); if(Files.isSymbolicLink(p)) say("SymbolicLink", Files.readSymbolicLink(p)); if(FileSystems.getDefault().supportedFileAttributeViews().contains("posix")) say("PosixFilePermissions", Files.getPosixFilePermissions(p)); } } /* 输出: Windows 10 Exists: true Directory: false Executable: true Readable: true RegularFile: true Writable: true notExists: false Hidden: false size: 1631 FileStore: SSD (C:) LastModified: : 2017-05-09T12:07:00.428366Z Owner: MINDVIEWTOSHIBA\Bruce (User) ContentType: null SymbolicLink: false */
在调用最后一个测试方法getPosixFilePermissions() 之前我们需要确认一下当前文件系统是否支持Posix接口，否则会抛出运行时异常。
我们必须能通过对Path对象增加或者删除一部分来构造一个新的Path对象。我们使用relativize()构造一个路径与给定路径的相对路径，使用resolve()解析为一个新的Path对象(不一定是“可发现”的名称)。对于下面代码中的示例，我使用relativize() 方法从所有的输出中移除根路径，部分原因是为了示范，部分原因是为了简化输出结果，这说明你可以使用该方法将绝对路径转为相对路径。
这个版本的代码中包含id，以便于跟踪输出结果：
// files/AddAndSubtractPaths.java import java.nio.file.*; import java.io.IOException; public class AddAndSubtractPaths { static Path base = Paths.get("..", "..", "..").toAbsolutePath().normalize(); static void show(int id, Path result) { if(result.isAbsolute()) System.out.println("(" + id + ")r " + base.relativize(result)); else System.out.println("(" + id + ") " + result); try { System.out.println("RealPath: " + result.toRealPath()); } catch(IOException e) { System.out.println(e); } } public static void main(String[] args) { System.out.println(System.getProperty("os.name")); System.out.println(base); Path p = Paths.get("AddAndSubtractPaths.java").toAbsolutePath(); show(1, p); Path convoluted = p.getParent().getParent() .resolve("strings").resolve("..") .resolve(p.getParent().getFileName()); show(2, convoluted); show(3, convoluted.normalize()); Path p2 = Paths.get("..", ".."); show(4, p2); show(5, p2.normalize()); show(6, p2.toAbsolutePath().normalize()); Path p3 = Paths.get(".").toAbsolutePath(); Path p4 = p3.resolve(p2); show(7, p4); show(8, p4.normalize()); Path p5 = Paths.get("").toAbsolutePath(); show(9, p5); show(10, p5.resolveSibling("strings")); show(11, Paths.get("nonexistent")); } } /* 输出: Windows 10 C:\Users\Bruce\Documents\GitHub (1)r onjava\ ExtractedExamples\files\AddAndSubtractPaths.java RealPath: C:\Users\Bruce\Documents\GitHub\onjava\ ExtractedExamples\files\AddAndSubtractPaths.java (2)r on-java\ExtractedExamples\strings\..\files RealPath: C:\Users\Bruce\Documents\GitHub\onjava\ ExtractedExamples\files (3)r on-java\ExtractedExamples\files RealPath: C:\Users\Bruce\Documents\GitHub\onjava\ ExtractedExamples\files (4) ..\.. RealPath: C:\Users\Bruce\Documents\GitHub\on-java (5) ..\.. RealPath: C:\Users\Bruce\Documents\GitHub\on-java (6)r on-java RealPath: C:\Users\Bruce\Documents\GitHub\on-java (7)r on-java\ExtractedExamples\files\.\..\.. RealPath: C:\Users\Bruce\Documents\GitHub\on-java (8)r on-java RealPath: C:\Users\Bruce\Documents\GitHub\on-java (9)r on-java\ExtractedExamples\files RealPath: C:\Users\Bruce\Documents\GitHub\onjava\ ExtractedExamples\files (10)r on-java\ExtractedExamples\strings RealPath: C:\Users\Bruce\Documents\GitHub\onjava\ ExtractedExamples\strings (11) nonexistent java.nio.file.NoSuchFileException: C:\Users\Bruce\Documents\GitHub\onjava\ ExtractedExamples\files\nonexistent */
我还为toRealPath() 添加了进一步的测试，这是为了扩展和规则化，防止路径不存在以免产生运行时异常。
Files工具类类包含大部分我们需要的目录操作和文件操作方法。出于某种原因，它们没有包含删除目录树相关的方法，因此我们将实现并将其添加到onjava库中。
// onjava/RmDir.java package onjava; import java.nio.file.*; import java.nio.file.attribute.BasicFileAttributes; import java.io.IOException; public class RmDir { public static void rmdir(Path dir) throws IOException { Files.walkFileTree(dir, new SimpleFileVisitor<Path>() { @Override public FileVisitResult visitFile(Path file, BasicFileAttributes attrs) throws IOException { Files.delete(file); return FileVisitResult.CONTINUE; } @Override public FileVisitResult postVisitDirectory(Path dir, IOException exc) throws IOException { Files.delete(dir); return FileVisitResult.CONTINUE; } }); } }
删除目录树的方法实现依赖于Files.walkFileTree()，"walking"意味着遍历整个子目录和文件。Visitor设计模式提供了一种标准机制来访问集合中的某个对象，然后你需要提供在每个对象上执行的操作。
此操作的定义取决于实现的FileVisitor的四个抽象方法，包括：
1. preVisitDirectory()：在访问目录中条目之前在目录上运行。
2. visitFile()：运行目录中的每一个文件。
3. visitFileFailed()：调用无法访问的文件。
4. postVisitDirectory()：在访问目录中条目之后在目录上运行，包括所有的子目录。
为了简化，java.nio.file.SimpleFileVisitor 提供了所有方法的默认实现。这样，在我们的匿名内部类中，我们只需要重写非标准行为的方法：visitFile() 和postVisitDirectory() 实现删除文件和删除目录。两者都应该返回标志位决定是否继续访问(这样就可以继续访问，直到找到所需要的)。
作为探索目录操作的一部分，现在我们可以有条件地删除已存在的目录。在以下例子中，makeVariant() 接受基本目录测试，并通过旋转部件列表生成不同的子目录路径。这些旋转与路径分隔符粘sep 使用String.join()贴在一起，然后返回一个Path对象。
// files/Directories.java import java.util.*; import java.nio.file.*; import onjava.RmDir; public class Directories { static Path test = Paths.get("test"); static String sep = FileSystems.getDefault().getSeparator(); static List<String> parts = Arrays.asList("foo", "bar", "baz", "bag"); static Path makeVariant() { Collections.rotate(parts, 1); return Paths.get("test", String.join(sep, parts)); } static void refreshTestDir() throws Exception { if(Files.exists(test)) RmDir.rmdir(test); if(!Files.exists(test)) Files.createDirectory(test); } public static void main(String[] args) throws Exception { refreshTestDir(); Files.createFile(test.resolve("Hello.txt")); Path variant = makeVariant(); // Throws exception (too many levels): try { Files.createDirectory(variant); } catch(Exception e) { System.out.println("Nope, that doesn't work."); } populateTestDir(); Path tempdir = Files.createTempDirectory(test, "DIR_"); Files.createTempFile(tempdir, "pre", ".non"); Files.newDirectoryStream(test).forEach(System.out::println); System.out.println("*********"); Files.walk(test).forEach(System.out::println); } static void populateTestDir() throws Exception { for(int i = 0; i < parts.size(); i++) { Path variant = makeVariant(); if(!Files.exists(variant)) { Files.createDirectories(variant); Files.copy(Paths.get("Directories.java"), variant.resolve("File.txt")); Files.createTempFile(variant, null, null); } } } } /* 输出: Nope, that doesn't work. test\bag test\bar test\baz test\DIR_5142667942049986036 test\foo test\Hello.txt ********* test test\bag test\bag\foo test\bag\foo\bar test\bag\foo\bar\baz test\bag\foo\bar\baz\8279660869874696036.tmp test\bag\foo\bar\baz\File.txt test\bar test\bar\baz test\bar\baz\bag test\bar\baz\bag\foo test\bar\baz\bag\foo\1274043134240426261.tmp test\bar\baz\bag\foo\File.txt test\baz test\baz\bag test\baz\bag\foo test\baz\bag\foo\bar test\baz\bag\foo\bar\6130572530014544105.tmp test\baz\bag\foo\bar\File.txt test\DIR_5142667942049986036 test\DIR_5142667942049986036\pre7704286843227113253.non test\foo test\foo\bar test\foo\bar\baz test\foo\bar\baz\bag test\foo\bar\baz\bag\5412864507741775436.tmp test\foo\bar\baz\bag\File.txt test\Hello.txt */
首先，refreshTestDir()用于检测test目录是否已经存在。果是这样，则使用我们新工具类rmdir() 删除其整个目录。检查是否exists是多余的，但我想说明一点，因为如果你对于已经存在的目录调用createDirectory() 将会抛出异常。createFile() 使用参数Path 创建一个空文件; resolve() 将文件名添加到测试路径的末尾。
我们尝试使用createDirectory() 来创建多级路径，但是这样会抛出异常，因为这个方法只能创建单级路劲。我已经将populateTestDir()作为一个单独的方法，因为它将在后面的例子中被重用。对于每一个变量variant，我们都能使用createDirectories() 创建完整的目录路径，然后使用此文件的副本以不同的目标名称填充该终端目录。然后我们使用createTempFile() 生成一个临时文件。
在调用populateTestDir() 之后，我们在test目录下面下面创建一个临时目录。请注意，createTempDirectory() 只有名称的前缀选项。与createTempFile() 不同，我们再次使用它将临时文件放入新的临时目录中。你可以从输出中看到，如果未指定后缀，将默认使用".tmp"作为后缀。
为了展示结果，我们首先使用看起来很有可能的newDirectoryStream()，但事实证明这个方法只是返回test 目录内容的Stream流，并没有更多的内容。要获取目录树的全部内容的流，请使用Files.walk()。
为了完整起见，我们需要一种方法查找有关文件系统的其他信息。在这里，我们使用ileSystems工具类获取"默认"文件系统，但你同样也可以在Path对象上调用getFileSystem() 以获取创建该Path 的文件系统。你可以获得给定URI的文件系统，还可以构建新的文件系统(对于支持它的操作系统)。
// files/FileSystemDemo.java import java.nio.file.*; public class FileSystemDemo { static void show(String id, Object o) { System.out.println(id + ": " + o); } public static void main(String[] args) { System.out.println(System.getProperty("os.name")); FileSystem fsys = FileSystems.getDefault(); for(FileStore fs : fsys.getFileStores()) show("File Store", fs); for(Path rd : fsys.getRootDirectories()) show("Root Directory", rd); show("Separator", fsys.getSeparator()); show("UserPrincipalLookupService", fsys.getUserPrincipalLookupService()); show("isOpen", fsys.isOpen()); show("isReadOnly", fsys.isReadOnly()); show("FileSystemProvider", fsys.provider()); show("File Attribute Views", fsys.supportedFileAttributeViews()); } } /* 输出: Windows 10 File Store: SSD (C:) Root Directory: C:\ Root Directory: D:\ Separator: \ UserPrincipalLookupService: sun.nio.fs.WindowsFileSystem$LookupService$1@15db9742 isOpen: true isReadOnly: false FileSystemProvider: sun.nio.fs.WindowsFileSystemProvider@6d06d69c File Attribute Views: [owner, dos, acl, basic, user] */
一个FileSystem对象也能生成WatchService 和WatchService 对象，将会在接下来两章中详细讲解。