我们知道不同的操作系统有各自的文件系统,这些文件系统又存在很多差异,而Java 因为是跨平台的,所以它必须要统一处理这些不同平台文件系统之间的差异,才能往上提供统一的入口。
JDK 里面抽象出了一个 FileSystem 来表示文件系统,不同的操作系统通过继承该类实现各自的文件系统,比如 Windows NT/2000 操作系统则为 WinNTFileSystem,而 unix-like 操作系统为 UnixFileSystem。
需要注意的一点是,WinNTFileSystem类 和 UnixFileSystem类并不是在同一个 JDK 里面,也就是说它们是分开的,你只能在 Windows 版本的 JDK 中找到 WinNTFileSystem,而在 Linux 版本的 JDK 中找到 UnixFileSystem,同样地,其他操作系统也有自己的文件系统实现类。
这里分成两个系列分析 JDK 对两种(Windows 和Linux)操作系统的文件系统的实现类,先讲 Windows操作系统,对应为 WinNTFileSystem 类。 由于篇幅较长,《JDK不同操作系统的FileSystem(Windows)》分为上中下篇,此为下篇。
- --java.lang.Object
- --java.io.FileSystem
- --java.io.WinNTFileSystem
该方法用于创建文件,本地方法逻辑是,
1. 将路径转成宽字符形式。
2. 判断路径是否为系统保留设备名。
3. 调用 CreateFileW 函数创建文件,使用了 CREATE_NEW 模式,仅仅在不存在该文件时才创建。
4. 如果已经存在该文件,尽量不抛出异常,而是返回 false,此过程还会尝试读取该文件的属性,失败则抛IO异常。
- public native boolean createFileExclusively(String path)
- throws IOException;
- JNIEXPORT jboolean JNICALL
- Java_java_io_WinNTFileSystem_createFileExclusively(JNIEnv *env, jclass cls,
- jstring path)
- {
- HANDLE h = NULL;
- WCHAR *pathbuf = pathToNTPath(env, path, JNI_FALSE);
- if (pathbuf == NULL)
- return JNI_FALSE;
- if (isReservedDeviceNameW(pathbuf)) {
- free(pathbuf);
- return JNI_FALSE;
- }
- h = CreateFileW(
- pathbuf,
- GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,
- FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE,
- NULL,
- CREATE_NEW,
- FILE_ATTRIBUTE_NORMAL |
- FILE_FLAG_OPEN_REPARSE_POINT,
- NULL);
- if (h == INVALID_HANDLE_VALUE) {
- DWORD error = GetLastError();
- if ((error != ERROR_FILE_EXISTS) && (error != ERROR_ALREADY_EXISTS)) {
- DWORD a = GetFileAttributesW(pathbuf);
- if (a == INVALID_FILE_ATTRIBUTES) {
- SetLastError(error);
- JNU_ThrowIOExceptionWithLastError(env, "Could not open file");
- }
- }
- free(pathbuf);
- return JNI_FALSE;
- }
- free(pathbuf);
- CloseHandle(h);
- return JNI_TRUE;
- }
该方法用于列出指定目录下的所有文件和目录,本地方法处理逻辑如下,
1. 获取
类对象,并检查不能为NULL。 2. 获取 File 对象对应的路径。 3. 按照路径长度重新分配空间并将路径拷贝到 search_path。 4. 通过 GetFileAttributesW 函数获取指定路径的文件属性,如果得到 INVALID_FILE_ATTRIBUTES 或如果为目录则直接返回NULL。 5. 去除尾部多余的空格。 6. 在路径的尾部添加
- java/lang/String
或
- *
。
- \*
和
- .
。 9. 返回文件名数组,其中可以看到文件名数组的初始长度为16,如果超过该长度后则按照原来长度的两倍重新创建字符串数组对象,再将原数组复制到新数组中。
- ..
- public native String[] list(File f);
- JNIEXPORT jobjectArray JNICALL
- Java_java_io_WinNTFileSystem_list(JNIEnv *env, jobject this, jobject file)
- {
- WCHAR *search_path;
- HANDLE handle;
- WIN32_FIND_DATAW find_data;
- int len, maxlen;
- jobjectArray rv, old;
- DWORD fattr;
- jstring name;
- jclass str_class;
- WCHAR *pathbuf;
- str_class = JNU_ClassString(env);
- CHECK_NULL_RETURN(str_class, NULL);
- pathbuf = fileToNTPath(env, file, ids.path);
- if (pathbuf == NULL)
- return NULL;
- search_path = (WCHAR*)malloc(2*wcslen(pathbuf) + 6);
- if (search_path == 0) {
- free (pathbuf);
- errno = ENOMEM;
- JNU_ThrowOutOfMemoryError(env, "native memory allocation failed");
- return NULL;
- }
- wcscpy(search_path, pathbuf);
- free(pathbuf);
- fattr = GetFileAttributesW(search_path);
- if (fattr == INVALID_FILE_ATTRIBUTES) {
- free(search_path);
- return NULL;
- } else if ((fattr & FILE_ATTRIBUTE_DIRECTORY) == 0) {
- free(search_path);
- return NULL;
- }
- len = (int)wcslen(search_path);
- while (search_path[len-1] == L' ') {
- len--;
- }
- search_path[len] = 0;
- if ((search_path[0] == L'\\' && search_path[1] == L'\0') ||
- (search_path[1] == L':'
- && (search_path[2] == L'\0'
- || (search_path[2] == L'\\' && search_path[3] == L'\0')))) {
- wcscat(search_path, L"*");
- } else {
- wcscat(search_path, L"\\*");
- }
- handle = FindFirstFileW(search_path, &find_data);
- free(search_path);
- if (handle == INVALID_HANDLE_VALUE) {
- if (GetLastError() != ERROR_FILE_NOT_FOUND) {
- return NULL;
- } else {
- rv = (*env)->NewObjectArray(env, 0, str_class, NULL);
- return rv;
- }
- }
- len = 0;
- maxlen = 16;
- rv = (*env)->NewObjectArray(env, maxlen, str_class, NULL);
- if (rv == NULL)
- return NULL;
- do {
- if (!wcscmp(find_data.cFileName, L".")
- || !wcscmp(find_data.cFileName, L".."))
- continue;
- name = (*env)->NewString(env, find_data.cFileName,
- (jsize)wcslen(find_data.cFileName));
- if (name == NULL)
- return NULL;
- if (len == maxlen) {
- old = rv;
- rv = (*env)->NewObjectArray(env, maxlen <<= 1, str_class, NULL);
- if (rv == NULL || JNU_CopyObjectArray(env, rv, old, len) < 0)
- return NULL;
- (*env)->DeleteLocalRef(env, old);
- }
- (*env)->SetObjectArrayElement(env, rv, len++, name);
- (*env)->DeleteLocalRef(env, name);
- } while (FindNextFileW(handle, &find_data));
- if (GetLastError() != ERROR_NO_MORE_FILES)
- return NULL;
- FindClose(handle);
- if (len < maxlen) {
- old = rv;
- rv = (*env)->NewObjectArray(env, len, str_class, NULL);
- if (rv == NULL)
- return NULL;
- if (JNU_CopyObjectArray(env, rv, old, len) < 0)
- return NULL;
- }
- return rv;
- }
该方法用来创建目录,本地方法很简单,就是获取 File 对象对应的路径,再调用 CreateDirectoryW 函数创建目录。
- public native boolean createDirectory(File f);
- JNIEXPORT jboolean JNICALL
- Java_java_io_WinNTFileSystem_createDirectory(JNIEnv *env, jobject this,
- jobject file)
- {
- BOOL h = FALSE;
- WCHAR *pathbuf = fileToNTPath(env, file, ids.path);
- if (pathbuf == NULL) {
- return JNI_FALSE;
- }
- h = CreateDirectoryW(pathbuf, NULL);
- free(pathbuf);
- if (h == 0) {
- return JNI_FALSE;
- }
- return JNI_TRUE;
- }
该方法用来设置文件或目录的最后修改时间,本地方法是先获取 File 对象对应的路径,再用 CreateFileW 函数打开指定文件或目录,最后用 SetFileTime 函数设置最后修改时间。
- public native boolean setLastModifiedTime(File f, long time);
- JNIEXPORT jboolean JNICALL
- Java_java_io_WinNTFileSystem_setLastModifiedTime(JNIEnv *env, jobject this,
- jobject file, jlong time)
- {
- jboolean rv = JNI_FALSE;
- WCHAR *pathbuf = fileToNTPath(env, file, ids.path);
- HANDLE h;
- if (pathbuf == NULL)
- return JNI_FALSE;
- h = CreateFileW(pathbuf,
- FILE_WRITE_ATTRIBUTES,
- FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE,
- NULL,
- OPEN_EXISTING,
- FILE_FLAG_BACKUP_SEMANTICS,
- 0);
- if (h != INVALID_HANDLE_VALUE) {
- LARGE_INTEGER modTime;
- FILETIME t;
- modTime.QuadPart = (time + 11644473600000L) * 10000L;
- t.dwLowDateTime = (DWORD)modTime.LowPart;
- t.dwHighDateTime = (DWORD)modTime.HighPart;
- if (SetFileTime(h, NULL, NULL, &t)) {
- rv = JNI_TRUE;
- }
- CloseHandle(h);
- }
- free(pathbuf);
- return rv;
- }
该方法用于将指定文件设置成只读。本地方法逻辑为,
1. 获取 File 对象对应的路径。
2. 通过 GetFileAttributesW 函数获取文件属性。
3. 如果文件属于超链接或者快捷方式,则先获取对应的最终路径,然后再用 GetFileAttributesW 函数获取文件属性。
4. 判断不为目录的话则通过 SetFileAttributesW 函数设置文件为只读,对应标识为 FILE_ATTRIBUTE_READONLY。
- public native boolean setReadOnly(File f);
- JNIEXPORT jboolean JNICALL
- Java_java_io_WinNTFileSystem_setReadOnly(JNIEnv *env, jobject this,
- jobject file)
- {
- jboolean rv = JNI_FALSE;
- DWORD a;
- WCHAR *pathbuf = fileToNTPath(env, file, ids.path);
- if (pathbuf == NULL)
- return JNI_FALSE;
- a = GetFileAttributesW(pathbuf);
- if ((a != INVALID_FILE_ATTRIBUTES) &&
- ((a & FILE_ATTRIBUTE_REPARSE_POINT) != 0))
- {
- WCHAR *fp = getFinalPath(env, pathbuf);
- if (fp == NULL) {
- a = INVALID_FILE_ATTRIBUTES;
- } else {
- free(pathbuf);
- pathbuf = fp;
- a = GetFileAttributesW(pathbuf);
- }
- }
- if ((a != INVALID_FILE_ATTRIBUTES) &&
- ((a & FILE_ATTRIBUTE_DIRECTORY) == 0)) {
- if (SetFileAttributesW(pathbuf, a | FILE_ATTRIBUTE_READONLY))
- rv = JNI_TRUE;
- }
- free(pathbuf);
- return rv;
- }
该方法用于删除 File 对象指定路径,需要将标准路径缓存和标准路径前缀缓存都清掉,然后调用本地方法 delete0 执行删除操作。
- public boolean delete(File f) {
- cache.clear();
- prefixCache.clear();
- return delete0(f);
- }
- private native boolean delete0(File f);
本地方法先获取 File 对象对应的路径,然后再调用 removeFileOrDirectory 函数删除目录或文件。而 removeFileOrDirectory 函数的逻辑是先将指定路径文件或目录设置成 FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,然后再用 GetFileAttributesW 函数获取文件属性,最后如果指定路径为目录则调用 RemoveDirectoryW 函数删除目录,如果是文件则调用 DeleteFileW 函数删除文件。
- JNIEXPORT jboolean JNICALL
- Java_java_io_WinNTFileSystem_delete0(JNIEnv *env, jobject this, jobject file)
- {
- jboolean rv = JNI_FALSE;
- WCHAR *pathbuf = fileToNTPath(env, file, ids.path);
- if (pathbuf == NULL) {
- return JNI_FALSE;
- }
- if (removeFileOrDirectory(pathbuf) == 0) {
- rv = JNI_TRUE;
- }
- free(pathbuf);
- return rv;
- }
- static int
- removeFileOrDirectory(const jchar *path)
- {
- DWORD a;
- SetFileAttributesW(path, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL);
- a = GetFileAttributesW(path);
- if (a == INVALID_FILE_ATTRIBUTES) {
- return 1;
- } else if (a & FILE_ATTRIBUTE_DIRECTORY) {
- return !RemoveDirectoryW(path);
- } else {
- return !DeleteFileW(path);
- }
- }
该方法用于重命名文件,需要将标准路径缓存和标准路径前缀缓存都清掉,然后调用本地方法 rename0 执行重命名操作。
- public boolean rename(File f1, File f2) {
- cache.clear();
- prefixCache.clear();
- return rename0(f1, f2);
- }
- private native boolean rename0(File f1, File f2);
本地方法分别先获取原来的文件路径和重命名的文件路径,再通过 _wrename 函数进行重命名操作。
- JNIEXPORT jboolean JNICALL
- Java_java_io_WinNTFileSystem_rename0(JNIEnv *env, j
- object
- this
- ,
- jobject
- from
- ,
- jobject to)
- {
- jboolean rv = JNI_FALSE;
- WCHAR *frompath = fileToNTPath(env, from, ids.path);
- WCHAR *topath = fileToNTPath(env, to, ids.path);
- if (frompath != NULL && topath != NULL && _wrename(frompath, topath) == 0) {
- rv = JNI_TRUE;
- }
- free(frompath);
- free(topath);
- return rv;
- }
该方法用于检查指定路径文件或目录是否可读,这里主要是JVM层的权限检查,所以用的是 SecurityManager 安全管理器来检测。
- private boolean access(String path) {
- try {
- SecurityManager security = System.getSecurityManager();
- if (security != null) security.checkRead(path);
- return true;
- } catch(SecurityException x) {
- return false;
- }
- }
该方法用于获取可用的文件系统的根文件对象的数组。逻辑如下,
1. 先通过 listRoots0 本地方法获取所有根文件。
2. listRoots0 方法很简单,就是直接用 GetLogicalDrives 函数获取到操作系统的逻辑驱动器字符。需要注意的是 GetLogicalDrives 返回的是一个 int 类型,那么它是怎么表示驱动器字符的呢?其实也是通过位来标识,每一位对应表示一个逻辑驱动器是否存在,比如第一位如果是”1”则表示驱动器”A:”存在, 第二位如果是“1”则表示驱动器“B:”存在,以此类推。
3. 得到所有驱动器字符后通过一个for循环遍历检测驱动器的访问权限,去掉无权限的驱动器,并统计一个有n个驱动器,这里只需要循环26次,因为最多就是26个大写字母。
4. 实例化一个 File 数组,大小为n。
5. 再次通过一个26次的循环遍历得到有权限的驱动器,根据此驱动器符号实例化一个 File 对象,添加到 File 数组中。
6. 返回 File 数组。
- public File[] listRoots() {
- int ds = listRoots0();
- int n = 0;
- for (int i = 0; i < 26; i++) {
- if (((ds >> i) & 1) != 0) {
- if (!access((char)('A' + i) + ":" + slash))
- ds &= ~(1 << i);
- else
- n++;
- }
- }
- File[] fs = new File[n];
- int j = 0;
- char slash = this.slash;
- for (int i = 0; i < 26; i++) {
- if (((ds >> i) & 1) != 0)
- fs[j++] = new File((char)('A' + i) + ":" + slash);
- }
- return fs;
- }
- private static native int listRoots0();
- JNIEXPORT jint JNICALL
- Java_java_io_WinNTFileSystem_listRoots0(JNIEnv *env, jclass ignored)
- {
- return GetLogicalDrives();
- }
该方法用于获取文件空间大小,包括总空间大小、剩余空间大小和可用空间大小,Java 层分别用
- SPACE_TOTAL = 0
- SPACE_FREE = 1
标识。要查询某个文件的根目录的某某空间大小则将对应的标识传入,通过 getSpace0 本地方法获得。
- SPACE_USABLE = 2
- public long getSpace(File f, int t) {
- if (f.exists()) {
- return getSpace0(f, t);
- }
- return 0;
- }
- private native long getSpace0(File f, int t);
本地方法的逻辑是,
1. 获取 File 对象对应的文件或目录路径。
2. 通过 GetVolumePathNameW 函数获取指定路径对应的根路径。
3. 通过 GetDiskFreeSpaceExW 函数将总空间大小、空闲空间大小和可用空间大小获取到。
4. 根据传入的标识返回不同的指标,比如
则返回总空间大小,其他类似。
- SPACE_TOTAL
- JNIEXPORT jlong JNICALL
- Java_java_io_WinNTFileSystem_getSpace0(JNIEnv *env, jobject this,
- j
- object
- file
- ,
- jint
- t
- )
- {
- WCHAR volname[MAX_PATH_LENGTH + 1];
- jlong rv = 0L;
- WCHAR *pathbuf = fileToNTPath(env, file, ids.path);
- if (GetVolumePathNameW(pathbuf, volname, MAX_PATH_LENGTH)) {
- ULARGE_INTEGER totalSpace, freeSpace, usableSpace;
- if (GetDiskFreeSpaceExW(volname, &usableSpace, &totalSpace, &freeSpace)) {
- switch(t) {
- case java_io_FileSystem_SPACE_TOTAL:
- rv = long_to_jlong(totalSpace.QuadPart);
- break;
- case java_io_FileSystem_SPACE_FREE:
- rv = long_to_jlong(freeSpace.QuadPart);
- break;
- case java_io_FileSystem_SPACE_USABLE:
- rv = long_to_jlong(usableSpace.QuadPart);
- break;
- default:
- assert(0);
- }
- }
- }
- free(pathbuf);
- return rv;
- }
该方法用于获取系统允许的最大文件名长度。在调用 getNameMax0 本地方法前会先做一些处理,如果路径时绝对路径,则获取根路径并加上
。
- \\
- public int getNameMax(String path) {
- String s = null;
- if (path != null) {
- File f = new File(path);
- if (f.isAbsolute()) {
- Path root = f.toPath().getRoot();
- if (root != null) {
- s = root.toString();
- if (!s.endsWith("\\")) {
- s = s + "\\";
- }
- }
- }
- }
- return getNameMax0(s);
- }
- private native int getNameMax0(String path);
本地方法中通过 GetVolumeInformationW 函数得到系统允许的最大文件名长度 maxComponentLength
- JNIEXPORT jint JNICALL
- Java_java_io_WinNTFileSystem_getNameMax0(JNIEnv *env, jobject this,
- jstring pathname)
- {
- BOOL res = 0;
- DWORD maxComponentLength;
- if (pathname == NULL) {
- res = GetVolumeInformationW(NULL,
- NULL,
- 0,
- NULL,
- &maxComponentLength,
- NULL,
- NULL,
- 0);
- } else {
- WITH_UNICODE_STRING(env, pathname, path) {
- res = GetVolumeInformationW(path,
- NULL,
- 0,
- NULL,
- &maxComponentLength,
- NULL,
- NULL,
- 0);
- } END_UNICODE_STRING(env, path);
- }
- if (res == 0) {
- JNU_ThrowIOExceptionWithLastError(env,
- "Could not get maximum component length");
- }
- return (jint)maxComponentLength;
- }
该方法用于比较两个 File 对象,其实就是直接比较路径字符串。
- public int compare(File f1, File f2) {
- return f1.getPath().compareToIgnoreCase(f2.getPath());
- }
该方法用于获取 File 对象的哈希值,获取 File对象路径,再将字符串变成小写,再调用字符串的 hashCode 方法,最后与 1234321 进行异或运算,得到的值即为该文件的哈希值。
- public int hashCode(File f) {
- return f.getPath().toLowerCase(Locale.ENGLISH).hashCode() ^ 1234321;
- }
来源: http://blog.csdn.net/wangyangzhizhou/article/details/78674303