Java NIO Files类读取文件流方式详解

Java NIO Files类读取文件流方式详解

Files类原理概述

java.nio.file.Files是Java标准库提供的一个工具类，用于操作文件和目录。它提供了一系列静态方法，可以用于创建、复制、删除、移动、重命名、读取、写入文件和目录等常见的文件系统操作。同时，它也提供了一些高级特性，如文件系统监控、文件属性操作等。在Java 7中引入，用于替代旧的java.io.File类。

Java NIO中的Files类提供了许多静态方法，用于操作文件和目录。它是Java NIO中处理文件的核心组件之一，基于Java NIO的FileChannel和Path组件实现。在使用Files类读取文件时，主要涉及到以下几个核心方法：

• Path get(String first, String... more)：根据指定的路径字符串创建一个Path对象。
• byte[] readAllBytes(Path path)：读取指定文件的所有字节到一个字节数组中。
• List readAllLines(Path path, Charset cs)：读取指定文件的所有文本行到一个列表中。
• Stream lines(Path path, Charset cs)：返回一个Stream对象，用于读取指定文件的所有文本行。

使用Files类读取文件的实现原理主要涉及到Path和FileChannel两个核心组件。当我们使用Files类读取文件时，首先需要使用Path对象创建一个文件路径，然后使用FileChannel打开一个文件通道，最后读取文件的内容到指定的数据结构中。

以下是使用Java NIO读取文件的步骤：

1. 通过java.nio.file.Path类创建文件路径对象，例如：Path path = Paths.get("file.txt");
2. 通过java.nio.file.Files类读取文件内容，例如：byte[] bytes = Files.readAllBytes(path);或List lines = Files.readAllLines(path);
   • readAllBytes()方法可以一次性读取文件的所有字节，并返回一个byte[]数组。
   • readAllLines()方法可以逐行读取文本文件的内容，并返回一个List对象，其中每个元素表示文件中的一行文本数据。
3. 对于较大的文件，可以使用java.nio.file.Files类的newByteChannel()方法创建一个java.nio.channels.FileChannel对象，并使用ByteBuffer类缓存内容，以提高效率。例如：

Path path = Paths.get("file.txt");
try (FileChannel channel = FileChannel.open(path)) {
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
    while (channel.read(buffer) > 0) {
        buffer.flip();
        // 读取buffer中的内容
        buffer.clear();
    }
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

在上述示例中，我们使用FileChannel.open()方法打开一个文件通道，并使用ByteBuffer.allocate()方法创建一个缓冲区，最后通过循环读取缓冲区中的内容。

注意在读取之前需要调用flip()方法将缓冲区从写模式切换到读模式，以便读取缓冲区中的内容。

案例

下面我们来看一个使用Java NIO的Files类读取文件的案例，假设我们有一个文本文件，需要按行读取其中的内容，并输出到控制台上。使用Java NIO的Files类可以轻松地实现这个功能，代码如下所示：

Path path = Paths.get("file.txt");
try {
	List<String> lines = Files.readAllLines(path, StandardCharsets.UTF_8);
	for (String line : lines) {
    	System.out.println(line);
	}
} catch (IOException e) {
	e.printStackTrace();
}

在上述代码中，我们首先使用Paths.get()方法创建一个Path对象，指定要读取的文件路径。然后使用Files.readAllLines()方法读取文件的所有文本行，返回一个包含所有文本行的列表。最后使用循环遍历列表，逐行输出文本内容到控制台上。

除了readAllLines()方法，Files类还提供了其他读取文件的方式，如readAllBytes()方法可以将文件的所有字节读取到一个字节数组中，lines()方法可以返回一个Stream对象，用于逐行读取文件内容。这些方法都可以轻松地实现对文件内容的读取和处理。

Path path = Paths.get("file.txt");
try {
    Stream<String> lines = Files.lines(path, StandardCharsets.UTF_8);
    lines.forEach(line -> {
        String[] words = line.split("\\s+");
        System.out.println("Line: " + line + ", Word Count: " + words.length);
    });
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

在上述代码中，我们首先使用Paths.get()方法创建一个Path对象，指定要读取的文件路径。然后使用Files.lines()方法返回一个Stream对象，用于逐行读取文件内容。最后使用forEach()方法遍历Stream对象中的每一行文本内容，统计每行的单词个数并输出到控制台上。

在forEach()方法中，我们首先使用split()方法将每行文本按空格分割成一个单词数组，然后通过length属性获取单词数组的长度，即为该行单词的个数。最后输出该行文本和单词个数到控制台上。

使用Files类的lines()方法可以轻松地实现对文本文件内容的逐行读取和处理，同时也可以根据具体需求对每行文本进行其他处理，如单词统计、文本匹配等。

小结

本文介绍了Java NIO中的Files类的原理和案例。通过使用Path和FileChannel的高效读写机制，Files类可以大大提高文件读写的效率，尤其是在处理大文件时。同时，Files类还提供了其他读取文件的方式，可以更好地满足应用程序的需求。在实际开发中，可以根据具体需求选择合适的文件操作方式，来提高应用程序的性能和可靠性。