NIO.2是一組新的類和方法，主要存在於java.nio包內。

主要優點：

• 它完全取代了java.io.File與檔案系統的互動。
• 它提供了新的非同步處理類，讓你無需手動配置執行緒池和其他底層併發控制，便可在後臺執行緒中執行檔案和網路I/O操作。
• 它引入了新的Network-Channel構造方法，簡化了套接字（Socket）與通道的編碼工作。

檔案I/O的基石：Path

Path通常代表檔案系統中的位置，比如C:\Users\dell\Desktop\nio。NIO.2把位置（由Path表示）的概念和物理檔案系統的處理（比如複製一個檔案）分得很清楚，物理檔案系統的處理通常是由Files輔助類實現。

• Path：Path類中的方法可以用來獲取路徑資訊，訪問該路徑中的各元素，將路徑轉換為其他形式，或提取路徑中的一部分。有的方法還可以匹配路徑字串以及移除路徑中的冗餘項
• Paths：工具類，提供返回一個路徑的輔助方法，比如get(String first, String... more)和get(URI uri)
• FileSystem：與檔案系統互動的類，無論是預設的檔案系統，還是通過其統一資源標識(URI)獲取的可選檔案系統
• FIleSystems：工具類，提供各種方法，比如其中用於返回預設檔案系統的FIleSystems.getDefault()

Path不一定代表真實的檔案或目錄。 

1、建立一個Path

Path path = Paths.get("C:\\Users\\dell\\Desktop\\nio", "a.txt");

其實，等同於Path path = FileSystems.getDefault().getPath("C:\\Users\\dell\\Desktop\\nio", "a.txt");

2、從Path中獲取資訊

Path path = FileSystems.getDefault().getPath("C:\\Users\\dell\\Desktop\\nio", "a.txt");
        
System.out.println("File Name：" + path.getFileName());
        
System.out.println("Number of Name Elements in the Path：" + path.getNameCount());
        
System.out.println("Root of Path：" + path.getRoot());
        
System.out.println("Subpath from Root，2 elements deep：" + path.subpath(0, 2));

3、移除冗餘項

Path normalizePath = Paths.get("./PathTest.java").normalize();

 此外，toRealPath()方法也很有效，它融合了toAbsolutePath()和normalize()兩個方法的功能，還能檢測並跟隨符號連線。

4、轉換Path

合併兩個Path之間的路徑：

Path path = Paths.get("C:\\Users\\dell");
Path completePath = path.resolve("Desktop\\nio");
System.out.println(completePath);

取得兩個Path之間的路徑：

Path path1 = Paths.get("C:\\Users\\dell");
Path path2 = Paths.get("C:\\Users\\dell\\Desktop\\nio");
System.out.println(path1.relativize(path2));

比較

startsWith(Path prefix)、equals(Path path)、endsWith(Path suffix)。

5、NIO.2 Path和Java已有的FIle類

處理目錄和目錄樹

• java.io.File.toPath()：把File轉化為Path
• java.nio.file.Path.toFile()：把Path轉化為File

java.nio.file.DirectorySystem<T>介面和它的實現類提供了很多功能：

• 迴圈遍歷目錄中的子項，比如查詢目錄中的檔案
• 用glob表示式（比如*Foobar*）進行目錄子項匹配和基於MIME的內容檢測（比如text/xml）檔案
• 用walkFileTree方法實現遞迴移動、複製和刪除操作

1、在目錄中查詢檔案

        Path dir = Paths.get("C:\\\\Users\\\\dell\\\\Desktop\\\\nio");
		
		try (DirectoryStream<Path> stream = Files.newDirectoryStream(dir, "*.txt")) {
			for (Path entry : stream) {
				System.out.println(entry.getFileName());
			}
		} catch (IOException e) {
			System.out.println(e.getMessage());
		}

 2、遍歷目錄樹

Java7可以很容易地搜尋目錄樹中的檔案，在子目錄中查詢，並對它們執行操作。

關鍵方法是：Path walkFileTree(Path start, FileVisitor<? super Path> visitor) throws IOException，其中visitor提供了一個預設實現類SimpleFileVisitor<T>。

/**
 * Java7的新I/O
 * @author z_hh
 * @time 2018年8月16日
 */
public class Nio {

	public static void main(String[] args) throws IOException {
		
		Path startingDir = Paths.get("D:\\eclipse_workspace\\zhh_src\\src");
		Files.walkFileTree(startingDir, new FindJavaVisitor());
		
	}
	
	private static class FindJavaVisitor extends SimpleFileVisitor<Path> {
		@Override
		public FileVisitResult visitFile(Path file, BasicFileAttributes attrs) throws IOException {
			if (file.toString().endsWith(".java")) {
				System.out.println(file.getFileName());
			}
			return FileVisitResult.CONTINUE;
		}
	}

}

重寫了SimpleFileVisitor的visitFile方法來判斷檔名是否以.java結尾。

其它用例包括遞迴移動、複製、刪除或者修改檔案。

為了確保遞迴等操作的安全性，walkFileTree方法不會自動跟隨符號連結。 

NIO.2的檔案系統I/O 

檔案處理的基礎類

Files：讓你輕鬆複製、移動、刪除或處理檔案的工具類，有你需要的所有方法

WatchService：用來監視檔案或目錄的核心類，不管它們有沒有變化

1、建立和刪除檔案

        // 建立檔案
		Path txt = Paths.get("C:\\Users\\dell\\Desktop\\nio\\z.txt");
		Path path = Files.createFile(txt);
		// 建立檔案並分配許可權
		Path jpg = Paths.get("C:\\Users\\dell\\Desktop\\nio\\h.jpg");
		Set<PosixFilePermission> perms = PosixFilePermissions.fromString("r--r--r--");
		FileAttribute<Set<PosixFilePermission>> attr = PosixFilePermissions.asFileAttribute(perms);
		Files.createFile(jpg, attr);
		// 刪除
		Files.delete(jpg);
		Files.deleteIfExists(jpg);

2、檔案的複製和移動

Path source = Paths.get("C:\\Users\\dell\\Desktop\\nio\\z.txt");
		Path target = Paths.get("C:\\Users\\dell\\Desktop\\nio\\dir");
		Files.copy(source, target, StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);
		
		Files.move(source, target, StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING, StandardCopyOption.ATOMIC_MOVE);

3、檔案的屬性

 基本檔案屬性的支援

特定檔案屬性支援

try {
			Path path = Paths.get("C:\\Users\\dell\\Desktop\\nio\\a.txt");
			// 獲取屬性範圍
			PosixFileAttributes attrs = Files.readAttributes(path, PosixFileAttributes.class);
			// 讀取訪問許可
			Set<PosixFilePermission> posixPermissions = attrs.permissions();
			// 消除訪問許可
			posixPermissions.clear();
			// 日誌資訊
			String owner = attrs.owner().getName();
			String perms = PosixFilePermissions.toString(posixPermissions);
			System.out.format("%s %s%n", owner, perms);
			// 設定新的訪問許可
			posixPermissions.add(PosixFilePermission.OWNER_READ);
			posixPermissions.add(PosixFilePermission.GROUP_READ);
			posixPermissions.add(PosixFilePermission.OTHERS_READ);
			posixPermissions.add(PosixFilePermission.OWNER_WRITE);
			Files.setPosixFilePermissions(path, posixPermissions);
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}

符號連線

Path readSymbolicLink(Path link) throws IOException

 4、快速讀寫資料

開啟檔案

• BufferedReader newBufferedReader(Path path, Charset cs) throws IOException
• BufferedReader newBufferedReader(Path path, Charset cs) throws IOException

簡化讀取和寫入

• List<String> readAllLines(Path path, Charset cs) throws IOException
• byte[] readAllBytes(Path path) throws IOException

 5、檔案修改通知

java.nio.file.WatchService類用客戶執行緒監視註冊檔案或目錄的變化，並且在檢測到變化時返回一個事件。這種事件通知對於安全監測、屬性檔案中的資料重新整理等很多用例都很有用。是現在某些應用程式中常用的輪詢機制（相對而言效能較差）的理想替代品。（好像還有一種回撥的方式^_^）

        try {
			WatchService watcher = FileSystems.getDefault().newWatchService();
			Path dir = FileSystems.getDefault().getPath("C:\\Users\\dell\\Desktop\\nio");
			// 檢測變化
			WatchKey key = dir.register(watcher, StandardWatchEventKinds.ENTRY_MODIFY);
			while (true) {
				// 得到寫一個key及其事件
				key = watcher.take();
				for (WatchEvent<?> event : key.pollEvents()) {
					// 檢查是否為建立事件
					if (event.kind() == StandardWatchEventKinds.ENTRY_MODIFY) {
						System.out.println("Home dir has entry create!");
					}
				}
				// 重置檢測key
				key.reset();
			}
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}

6、SeekableByteChannel

 Java7引入SeekableByteChannel介面，是為了讓開發人員能夠改變位元組通道的位置和大小。比如，應用伺服器為了分析日誌中的某個錯誤碼，可以讓多個執行緒去訪問連線在一個大型日誌檔案上的位元組通道。

jdk中有一個java.nio.channels.SeekableByteChannel介面的實現類——java.nio.channels.FileChannel。這個類可以在檔案讀取或寫入時保持當前位置。

Path logFile = Paths.get("C:\\error.log");
		ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
		FileChannel channel = FileChannel.open(logFile, StandardOpenOption.READ);
		channel.read(buffer, channel.size() - 1000);

非同步I/O操作

非同步I/O其實只是一種在讀寫操作結束前允許其他操作的I/O處理。

Java7中有三個新的非同步通道：

• AsynchronousFileChannel——用於檔案I/O
• AsynchronousSocketChannel——用於套接字I/O，支援超時
• AsynchronousServerSocketChannel——用於套接字接受非同步連線

 使用新的非同步I/O API時，主要有兩種形式，將來式和回撥式。

1、將來式

Path file = Paths.get("C:\\Users\\dell\\Desktop\\nio\\a.txt");
		// 非同步開啟檔案
		AsynchronousFileChannel channel = AsynchronousFileChannel.open(file);
		// 讀取100，000位元組
		ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(100_000);
		Future<Integer> result = channel.read(buffer, 0);
		while (!result.isDone()) {
			// 乾點別的事情
			System.out.println("睡個覺！");
		}
		// 獲取結果
		Integer byteRead = result.get();
		System.out.println("Bytes read：" + byteRead);

AsynchronousFileChannel會關聯執行緒池，它的任務是接收I/O處理事件，並分發給負責處理通道中I/O操作結果的結果處理器。跟通道中發起的I/O操作關聯的結果處理器確保是由執行緒池中的某個執行緒產生的。

2、回撥式

        Path file = Paths.get("C:\\Users\\dell\\Desktop\\nio\\a.txt");
		// 以非同步方式開啟檔案
		AsynchronousFileChannel channel = AsynchronousFileChannel.open(file);
		ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(100_000);
		// 從通道中讀取資料
		channel.read(buffer, 0, buffer, new CompletionHandler<Integer, ByteBuffer>() {

			// 獲取完成時的回撥方法
			@Override
			public void completed(Integer result, ByteBuffer attachment) {
				System.out.println("Byte read：" + result);
			}

			@Override
			public void failed(Throwable exc, ByteBuffer attachment) {
				System.out.println("fail：" + exc.getMessage());
			}
		});

以上兩個離職都是基於檔案的，但也同樣適合AsynchronousSocketChannel和AsynchronousServerSocketChannel。

Socket和Channel的整合

 NetworkChannel

java.nio.channels.NetworkChannel代表一個連線到網路套接字通道的對映。

        SelectorProvider provider = SelectorProvider.provider();
		try {
			// 將NetworkChannel繫結到3080上
			NetworkChannel socketChannel = provider.openSocketChannel();
			InetSocketAddress address = new InetSocketAddress(3080);
			socketChannel = socketChannel.bind(address);
			// 檢查套接字選項
			Set<SocketOption<?>> socketOptions = socketChannel.supportedOptions();
			System.out.println(socketOptions.toString());
			// 設定套接字的Tos（服務條款）選項
			socketChannel.setOption(StandardSocketOptions.IP_TOS, 3);
			// 獲取SO_KEEPALIVE選項
			Boolean keepAlive = socketChannel.getOption(StandardSocketOptions.SO_KEEPALIVE);
			// ...
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}

MulticastChannel

多播（或組播）表示一對多的網路通訊，通常用來指代IP多播。使用java.nio.channels.MulticastChannel及其預設實現類DatagramChannel可以輕鬆地對多播發送和接收資料。

        // 選擇網路介面
		NetworkInterface networkInterface = NetworkInterface.getByName("net1");
		// 開啟DatagramChannel
		DatagramChannel dc = DatagramChannel.open(StandardProtocolFamily.INET);
		// 將通道設定為多播
		dc.setOption(StandardSocketOptions.SO_REUSEADDR, true)// 鏈式呼叫
			.bind(new InetSocketAddress(8080))
			.setOption(StandardSocketOptions.IP_MULTICAST_IF, networkInterface);
		// 加入多播組
		InetAddress group = InetAddress.getByName("180.90.4.12");
		MembershipKey key = dc.join(group, networkInterface);

到此為止，我們對NIO.2 API的初步研究已經結束了。希望你喜歡這次行色匆匆的旅程！