探秘JDK 7：下一代I/O（NIO.2）

　　早在2000年的时候，Sun公司就启动了JSR 51：为Java平台开发新的I/O API，直接访问操作系统底层输入/输出操作以提高应用程序的性能，首次引入这套API是在J2SE 1.4中，根据维基百科的新I/O词条显示，新I/O(NIO)由下列API组成：

　　◆ 原始类型数据缓冲

　　◆ 字符集编码和解码

　　◆ 通道，新的原始I/O抽象

　　◆ 支持上锁和内存映射的文件接口，文件最大支持Integer.MAX_VALUE字节(2GB)

　　◆ 为可扩展服务器提供的多路复用，无阻塞I/O设施(基于选择器和键)

　　JSR 203(NIO.2)除了解决JSR 51遗留下来的问题外，还为Java平台提供了更多新的I/O API，NIO.2解决了java.awt.File文件系统接口存在的重大问题，引入了异步I/O，并完成了未包括在JSR 51中的功能，下面列出了包含在JSR 203中的主要组件：

　　◆ 新的文件系统接口，支持大块访问文件属性，更改通知，绕开文件系统指定的API，也是可插拔文件系统实现的服务提供者接口。

　　◆ 对套接字和文件同时提供了异步I/O操作的API。

　　◆ JSR 51中定义的完整的套接字通道功能，此外还包括绑定，选项配置和多播数据报的支持。

　　新的文件系统接口

　　Java的File类存在重大问题，例如，操作出错时，delete()和mkdir()方法返回一个状态码而不是一个异常，没有办法获知失败的原因，此外还包括以下问题：

　　◆ File没有提供方法来检测符号链接，要知道为什么检测符号链接很重要，以及如何解决这个问题的办法，请参考Patrick的文章“在Java中如何处理文件系统软链接/符号链接”和“Java中的链接/别名/快捷方式”。

　　◆ File提供的方法只能访问部分文件属性，不能访问文件权限和访问控制列表。

　　◆ File没有提供方法一次访问文件的所有属性(如文件的修改时间和它的类型)，因为文件系统需要为每个属性执行查询请求，可能存在性能问题。

　　◆ File的list()和listFiles()方法返回文件名和目录名的数组，但不支持大目录，通过网络展示大目录清单时，调用list()/listFiles()方法可能会使当前的线程阻塞相当长一段时间，而在服务器端，虚拟机可能会耗尽内存。

　　◆ File没有提供复制和移动文件的方法，虽然File提供了一个renameTo()方法在某些时候可以用来移动文件，但它的行为与平台关系紧密，即在不同平台上的行为是不一致的，根据renameTo()的文档说明，这个方法不能在文件系统之间移动文件，它可能不是原子的，如果目标路径下已存在同名文件，这个操作可能不会成功。

　　◆ File也没有提供改变通知方法，需要应用程序自己实现，因此导致应用程序的性能下降，例如，服务器需要确定什么时候往目录中添加了一个新的JAR文件，它需要实时监视这个目录，因为服务器后台线程需要频繁读取文件系统，因此性能会有所下降。

　　◆ File也不允许开发人员引入他们自己的文件系统访问功能，例如，开发人员可能想将文件系统存储到一个zip文件中，或创建一个内存文件系统。

　　NIO.2引入了新的文件系统接口，除了解决上述存在的问题外，还引入了更多的功能，这个接口由位于java.nio.file，java.nio.file.attribute和java.nio.file.spi包中的类和其它类型组成。

　　这些包提供了多个切入点，其中一个切入点就是java.nio.file.Paths类，它提供了两个方法返回一个java.nio.file.Path实例：

　　◆ public static Path get(String path) - 它通过转换给定路径字符串返回给这个实例构造一个Path实例。

　　◆ public static Path get(URI uri) -它通过转换给定路径的URI(统一资源定位符)返回给这个实例构造一个Path实例。

　　与传统的基于File的代码互操作：

　　File类提供了一个public Path toPath()方法，它可以将一个File实例转换成一个Path实例。

　　当你创建了一个Path实例后，你就可以使用这个实例执行许多路径操作(如返回路径的一部分，连接两个路径)和许多文件操作(如删除，移动和复制文件)。

　　为了不将问题复杂化，我就不深入讲解Path了，这里我用一段代码简单地演示一下以前的get()方法和Path的delete()方法。

　　清单1. InformedDelete.java

　　1.// InformedDelete.java

　　2.import java.io.IOException;

　　3.import java.nio.file.DirectoryNotEmptyException;

　　4.import java.nio.file.NoSuchFileException;

　　5.import java.nio.file.Path;

　　6.import java.nio.file.Paths;

　　7.public class InformedDelete

　　8.{

　　9.   public static void main (String [] args)

　　10.   {

　　11.      if (args.length != 1)

　　12.      {

　　13.          System.err.println ("usage: java InformedDelete path");

　　14.          return;

　　15.      }

　　16.      // Attempt to construct a Path instance by converting the path argument

　　17.      // string. If unsuccessful (you passed an empty string as the

　　18.      // command-line argument), the get() method throws an instance of the

　　19.      // unchecked java.nio.file.InvalidPathException class.

　　20.      Path path = Paths.get (args [0]);

　　21.      try

　　22.      {

　　23.          path.delete (); // Attempt to delete the path.

　　24.      }

　　25.      catch (NoSuchFileException e)

　　26.      {

　　27.          System.err.format ("%s: no such file or directory%n", path);

　　28.      }

　　29.      catch (DirectoryNotEmptyException e)

　　30.      {

　　31.          System.err.format ("%s: directory not empty%n", path);

　　32.      }

　　33.      catch (IOException e)

　　34.      {

　　35.          System.err.format ("%s: %s%n", path, e);

　　36.      }

　　37.   }

　　38.}

　　39.

　　InformedDelete调用Path的delete()方法解决了File的delete()方法不能确定失败原因的问题，当Path的delete()当的检测到操作失败时，它会根据情况抛出适当的异常，如：

　　◆ 如果文件不存在，抛出java.nio.file.NoSuchFileException异常。

　　◆ 如果文件是一个目录不能删除，抛出java.nio.file.DirectoryNotEmptyException异常，因为这个目录下可能还包括一个空目录。

　　◆ 如果遇到其他I/O问题，则抛出java.io.IOException的子类异常，例如，如果文件是只读的，抛出java.nio.file.AccessDeniedException异常。