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 unix-like 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 unix-like )操作系统的文件系统的实现类,前面已经讲了 Windows操作系统,对应为 WinNTFileSystem 类。这里接着讲 unix-like 操作系统,对应为 UnixFileSystem 类。篇幅所限,分为上中下篇,此为下篇。
- --java.lang.Object
- --java.io.FileSystem
- --java.io.UnixFileSystem
class UnixFileSystem extends FileSystem
private final char slash; private final char colon; private final String javaHome; private ExpiringCache cache = new ExpiringCache(); private ExpiringCache javaHomePrefixCache = new ExpiringCache();
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,
java/lang/String类对象,并检查不能为NULL。
private native boolean delete0(File f); JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_java_io_UnixFileSystem_list(JNIEnv *env, jobject this, jobject file) { DIR *dir = NULL; struct dirent64 *ptr; struct dirent64 *result; int len, maxlen; jobjectArray rv, old; jclass str_class; str_class = JNU_ClassString(env); CHECK_NULL_RETURN(str_class, NULL); WITH_FIELD_PLATFORM_STRING(env, file, ids.path, path) { dir = opendir(path); } END_PLATFORM_STRING(env, path); if (dir == NULL) return NULL; ptr = malloc(sizeof(struct dirent64) + (PATH_MAX + 1)); if (ptr == NULL) { JNU_ThrowOutOfMemoryError(env, "heap allocation failed"); closedir(dir); return NULL; } len = 0; maxlen = 16; rv = (*env)->NewObjectArray(env, maxlen, str_class, NULL); if (rv == NULL) goto error; while ((readdir64_r(dir, ptr, &result) == 0) && (result != NULL)) { jstring name; if (!strcmp(ptr->d_name, ".") || !strcmp(ptr->d_name, "..")) continue; if (len == maxlen) { old = rv; rv = (*env)->NewObjectArray(env, maxlen <<= 1, str_class, NULL); if (rv == NULL) goto error; if (JNU_CopyObjectArray(env, rv, old, len) < 0) goto error; (*env)->DeleteLocalRef(env, old); } #ifdef MACOSX name = newStringPlatform(env, ptr->d_name); #else name = JNU_NewStringPlatform(env, ptr->d_name); #endif if (name == NULL) goto error; (*env)->SetObjectArrayElement(env, rv, len++, name); (*env)->DeleteLocalRef(env, name); } closedir(dir); free(ptr); 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; error: closedir(dir); free(ptr); return NULL; }
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,再通过 mkdir 函数创建目录。其中0777,表示文件所有者、文件所有者所在的组的用户、其他用户,都有权限进行读、写、执行的操作。
public native boolean createDirectory(File f); JNIEXPORT jboolean JNICALL Java_java_io_UnixFileSystem_createDirectory(JNIEnv *env, jobject this, jobject file) { jboolean rv = JNI_FALSE; WITH_FIELD_PLATFORM_STRING(env, file, ids.path, path) { if (mkdir(path, 0777) == 0) { rv = JNI_TRUE; } } END_PLATFORM_STRING(env, path); return rv; }
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(); javaHomePrefixCache.clear(); return rename0(f1, f2); } private native boolean rename0(File f1, File f2);
本地方法主要调用了 rename 函数,根据 Java 层传入的两个 File 对象对应的路径进行重命名。
JNIEXPORT jboolean JNICALL Java_java_io_UnixFileSystem_rename0(JNIEnv * env, jobject this, jobject from, jobject to) { jboolean rv = JNI_FALSE; WITH_FIELD_PLATFORM_STRING(env, from, ids.path, fromPath) { WITH_FIELD_PLATFORM_STRING(env, to, ids.path, toPath) { if (rename(fromPath, toPath) == 0) { rv = JNI_TRUE; } } END_PLATFORM_STRING(env, toPath); } END_PLATFORM_STRING(env, fromPath); return rv; }
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 stat64 函数获取指定文件或目录的属性,接着通过 st_atime 成员得到文件最后访问时间,这个时间不用改,要改的是最后修改时间,所以根据 Java 层传入的时间作为最后修改时间,最后通过 utimes 函数设置文件的最后修改时间。
public native boolean setLastModifiedTime(File f, long time); JNIEXPORT jboolean JNICALL Java_java_io_UnixFileSystem_setLastModifiedTime(JNIEnv *env, jobject this, jobject file, jlong time) { jboolean rv = JNI_FALSE; WITH_FIELD_PLATFORM_STRING(env, file, ids.path, path) { struct stat64 sb; if (stat64(path, &sb) == 0) { struct timeval tv[2]; tv[0].tv_sec = sb.st_atime; tv[0].tv_usec = 0; tv[1].tv_sec = time / 1000; tv[1].tv_usec = (time % 1000) * 1000; if (utimes(path, tv) == 0) rv = JNI_TRUE; } } END_PLATFORM_STRING(env, path); return rv; }
该方法用于将指定文件设置成只读。本地方法逻辑是先通过 statMode 函数获取文件的属性,再去掉 S_IWUSR、S_IWGRP 和 S_IWOTH 标识,分别表示用户写权限、用户组用户写权限和非所有者和用户组用户写权限。最后通过 chmod 函数完成文件只读属性设置。
public native boolean setReadOnly(File f); JNIEXPORT jboolean JNICALL Java_java_io_UnixFileSystem_setReadOnly(JNIEnv *env, jobject this, jobject file) { jboolean rv = JNI_FALSE; WITH_FIELD_PLATFORM_STRING(env, file, ids.path, path) { int mode; if (statMode(path, &mode)) { if (chmod(path, mode & ~(S_IWUSR | S_IWGRP | S_IWOTH)) >= 0) { rv = JNI_TRUE; } } } END_PLATFORM_STRING(env, path); return rv; }
该方法用于获取可用的文件系统的根文件对象的数组,对于 unix-like 来说,也就是只有一个根目录了,这之前还会用安全管理器检查下是否有根目录的权限。
public File[] listRoots() { try { SecurityManager security = System.getSecurityManager(); if (security != null) { security.checkRead("/"); } return new File[] { new File("/") }; } catch (SecurityException x) { return new File[0]; } }
该方法用于获取所挂载的文件系统(包含该方法指定的路径)的空间大小,包括总空间大小、空闲空间大小和可用空间大小,Java 层分别用
SPACE_TOTAL = 0
SPACE_FREE = 1
SPACE_USABLE = 2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。
可以看到本地方法使用了 statfs 或 statvfs64 函数来获取文件系统的信息,进而通过块数量乘以块大小得到总空间大小、空闲空间大小和可用空间大小。
至于为什么分别用 statfs 或 statvfs64 函数,其中 statfs 函数属于特定系统的,而 statvfs64 函数符合 POSIX 标准。一般最好优先使用 statvfs,以前的 JDK(1.7) 实现也是通过statvfs,而这里用
#ifdef MACOSX进行判断,应该是因为 MACOSX 系统对 statvfs64 函数支持不好,
JNIEXPORT jlong JNICALL Java_java_io_UnixFileSystem_getSpace(JNIEnv *env, jobject this, jobject file, jint t) { jlong rv = 0L; WITH_FIELD_PLATFORM_STRING(env, file, ids.path, path) { #ifdef MACOSX struct statfs fsstat; #else struct statvfs64 fsstat; #endif memset(&fsstat, 0, sizeof(fsstat)); #ifdef MACOSX if (statfs(path, &fsstat) == 0) { switch(t) { case java_io_FileSystem_SPACE_TOTAL: rv = jlong_mul(long_to_jlong(fsstat.f_bsize), long_to_jlong(fsstat.f_blocks)); break; case java_io_FileSystem_SPACE_FREE: rv = jlong_mul(long_to_jlong(fsstat.f_bsize), long_to_jlong(fsstat.f_bfree)); break; case java_io_FileSystem_SPACE_USABLE: rv = jlong_mul(long_to_jlong(fsstat.f_bsize), long_to_jlong(fsstat.f_bavail)); break; default: assert(0); } } #else if (statvfs64(path, &fsstat) == 0) { switch(t) { case java_io_FileSystem_SPACE_TOTAL: rv = jlong_mul(long_to_jlong(fsstat.f_frsize), long_to_jlong(fsstat.f_blocks)); break; case java_io_FileSystem_SPACE_FREE: rv = jlong_mul(long_to_jlong(fsstat.f_frsize), long_to_jlong(fsstat.f_bfree)); break; case java_io_FileSystem_SPACE_USABLE: rv = jlong_mul(long_to_jlong(fsstat.f_frsize), long_to_jlong(fsstat.f_bavail)); break; default: assert(0); } } #endif } END_PLATFORM_STRING(env, path); return rv; }
该方法用于获取系统允许的最大文件名长度,直接通过 getNameMax0 本地获取最大长度,然后判断不能超过整型的最大值。
public int getNameMax(String path) { long nameMax = getNameMax0(path); if (nameMax > Integer.MAX_VALUE) { nameMax = Integer.MAX_VALUE; } return (int) nameMax; }
本地方法通过 pathconf 函数来获取指定路径下的文件名长度限制值,传入 _PC_NAME_MAX 即可得到。
JNIEXPORT jlong JNICALL Java_java_io_UnixFileSystem_getNameMax0(JNIEnv *env, jobject this, jstring pathname) { jlong length = -1; WITH_PLATFORM_STRING(env, pathname, path) { length = (jlong)pathconf(path, _PC_NAME_MAX); } END_PLATFORM_STRING(env, path); return length != -1 ? length : (jlong)NAME_MAX; }
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().compareTo(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().hashCode() ^ 1234321; }
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来源: https://juejin.im/post/5a2cbde06fb9a045080996e4