文件与目录进阶：Path/Files、遍历过滤、属性与监控、零拷贝

新手一屏速览

统一使用 Path 与 Files；路径拼接用 resolve；删除/移动选择具备原子性的方法
遍历优先 Files.walk；按需配合 glob/regex 过滤；懒流注意关闭
大文件复制用 FileChannel.transferTo/From，减少用户态/内核态切换

Path/Files 工作流

1. Path 与 Files 常用操作

Path p = Path.of("/data/logs/app.log");
Files.exists(p); Files.size(p);
Files.createDirectories(p.getParent());

路径拼接用 resolve；相对路径需要结合工作目录确认

2. 遍历与过滤（glob/regex）

try (Stream<Path> s = Files.walk(Path.of("/data"))) {
  s.filter(Files::isRegularFile)
   .filter(p -> p.getFileName().toString().endsWith(".log"))
   .forEach(System.out::println);
}

使用 glob：FileSystems.getDefault().getPathMatcher("glob:**/*.log")

3. 文件属性与权限

BasicFileAttributes attr = Files.readAttributes(p, BasicFileAttributes.class);
Set<PosixFilePermission> perms = PosixFilePermissions.fromString("rw-r-----");
Files.setPosixFilePermissions(p, perms);

跨平台差异注意；Windows 不支持 POSIX 权限

4. 目录监听（WatchService）

WatchService ws = FileSystems.getDefault().newWatchService();
Path dir = Path.of("/data");
dir.register(ws, StandardWatchEventKinds.ENTRY_CREATE, StandardWatchEventKinds.ENTRY_MODIFY);

监听有丢失/合并风险；关键场景要做二次校验

5. 零拷贝复制与对比

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try (FileChannel in = FileChannel.open(src); FileChannel out = FileChannel.open(dst, StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.CREATE)) {
  long pos = 0, size = in.size();
  while (pos < size) pos += in.transferTo(pos, size - pos, out);
}

相比缓冲读写，transferTo/From 可减少上下文切换与拷贝次数

6. 临时文件与安全删除

Files.createTempFile/createTempDirectory 管理临时资源；使用 try-with-resources + deleteOnExit
重要数据删除采用覆盖写/安全策略并配合审计；注意平台回收策略

7. 工程清单与反模式

清单：统一 Path/Files；walk 注意 try-with-resources；权限跨平台测试；大文件复制首选 transferTo
反模式：字符串拼路径；忘记关闭流；在监听上做强因果假设；异常处理与回退缺失

8. 练习

基于 Files.walk + glob 实现按后缀与大小阈值过滤并统计汇总
以 transferTo 为基线，对比缓冲复制在不同文件大小下的吞吐

示例代码（可直接复制运行）

示例一：walk + glob 过滤统计

import java.nio.file.*;
import java.nio.file.attribute.BasicFileAttributes;
import java.util.stream.*;

public class WalkAndFilter {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    Path root = Path.of(".");
    PathMatcher matcher = FileSystems.getDefault().getPathMatcher("glob:**/*.java");
    long total = 0L;
    try (Stream<Path> s = Files.walk(root)) {
      total = s.filter(Files::isRegularFile)
               .filter(matcher::matches)
               .mapToLong(p -> {
                 try { return Files.size(p); } catch (Exception e) { return 0L; }
               }).sum();
    }
    System.out.println("Total bytes: " + total);
  }
}

示例二：transferTo 零拷贝复制

import java.nio.file.*;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.nio.file.StandardOpenOption;

public class ZeroCopy {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    Path src = Path.of("input.bin");
    Path dst = Path.of("output.bin");
    try (FileChannel in = FileChannel.open(src, StandardOpenOption.READ);
         FileChannel out = FileChannel.open(dst, StandardOpenOption.CREATE, StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.TRUNCATE_EXISTING)) {
      long pos = 0, size = in.size();
      while (pos < size) pos += in.transferTo(pos, size - pos, out);
    }
  }
}

示例三：WatchService 目录监听

import java.nio.file.*;
import static java.nio.file.StandardWatchEventKinds.*;

public class DirWatch {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    WatchService ws = FileSystems.getDefault().newWatchService();
    Path dir = Path.of(".");
    dir.register(ws, ENTRY_CREATE, ENTRY_MODIFY, ENTRY_DELETE);
    for (int i=0;i<5;i++) { // 演示消费 5 个事件
      WatchKey key = ws.take();
      for (WatchEvent<?> ev : key.pollEvents()) {
        System.out.println(ev.kind() + " -> " + ev.context());
      }
      boolean valid = key.reset();
      if (!valid) break;
    }
    ws.close();
  }
}

示例四：POSIX 权限设置（在支持平台上）

import java.nio.file.*;
import java.nio.file.attribute.PosixFilePermission;
import java.nio.file.attribute.PosixFilePermissions;
import java.util.Set;

public class PosixPerms {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    Path p = Path.of("demo.txt");
    Files.writeString(p, "demo");
    Set<PosixFilePermission> perms = PosixFilePermissions.fromString("rw-r-----");
    try {
      Files.setPosixFilePermissions(p, perms);
      System.out.println("perms set");
    } catch (UnsupportedOperationException e) {
      System.out.println("POSIX not supported on this platform");
    }
  }
}