编辑“︁Java目录操作（Java NIO）”︁

{{DISPLAYTITLE:Java目录操作（Java NIO）}}

'''Java目录操作'''是Java NIO（New I/O）中处理文件系统目录的核心功能，通过`java.nio.file`包提供现代化API，支持跨平台路径操作、目录遍历、文件属性访问等功能。本教程将系统讲解目录操作的各类方法及其应用场景。

== 概述 ==
Java NIO的目录操作基于`Path`和`Files`类实现，相比传统`java.io.File`具有以下优势：
* 支持符号链接处理
* 提供原子性操作（如移动文件）
* 更细粒度的属性控制
* 内置目录遍历器（`DirectoryStream`）

核心类关系如下：
<mermaid>
classDiagram
    class Path{
        +resolve(String path) Path
        +getParent() Path
        +getFileName() Path
    }
    class Files{
        +createDirectory(Path) Path
        +walkFileTree(Path, FileVisitor) Path
        +newDirectoryStream(Path) DirectoryStream
    }
    class DirectoryStream{
        +iterator() Iterator~Path~
    }
    Path <|-- Files : 操作目标
    Files --> DirectoryStream : 创建
</mermaid>

== 基础操作 ==
=== 创建目录 ===
使用`Files.createDirectory()`创建单层目录，或`Files.createDirectories()`创建多级目录：

<syntaxhighlight lang="java">
import java.nio.file.*;

public class DirectoryCreation {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Path singleDir = Paths.get("single_dir");
        Files.createDirectory(singleDir);  // 创建单层目录
        
        Path multiDir = Paths.get("parent/child/grandchild");
        Files.createDirectories(multiDir);  // 自动创建父目录
        
        System.out.println("目录创建成功");
    }
}
</syntaxhighlight>

'''输出示例'''：
<pre>
目录创建成功
（文件系统生成对应目录结构）
</pre>

=== 遍历目录 ===
三种常用遍历方式对比：

{| class="wikitable"
|+ 目录遍历方法对比
! 方法 !! 特点 !! 适用场景

| `Files.list()` 
| 非递归，惰性加载 
| 简单目录列举

| `Files.walk()` 
| 递归遍历，可控制深度 
| 需要子目录搜索

| `Files.newDirectoryStream()` 
| 低内存消耗，线程安全 
| 大目录处理
|}

示例使用`DirectoryStream`过滤.txt文件：
<syntaxhighlight lang="java">
try (DirectoryStream<Path> stream = 
     Files.newDirectoryStream(Paths.get("/docs"), "*.txt")) {
    stream.forEach(file -> System.out.println(file.getFileName()));
}
</syntaxhighlight>

== 高级操作 ==
=== 文件树遍历 ===
通过`FileVisitor`接口实现复杂遍历逻辑，典型场景包括：
* 递归删除目录
* 查找特定模式文件
* 统计目录大小

<syntaxhighlight lang="java">
Files.walkFileTree(Paths.get("/projects"), new SimpleFileVisitor<>() {
    @Override
    public FileVisitResult visitFile(Path file, BasicFileAttributes attrs) {
        System.out.println("访问文件: " + file);
        return FileVisitResult.CONTINUE;
    }
    
    @Override
    public FileVisitResult postVisitDirectory(Path dir, IOException exc) {
        System.out.println("离开目录: " + dir);
        return FileVisitResult.CONTINUE;
    }
});
</syntaxhighlight>

=== 目录监控 ===
使用`WatchService`实现实时监控（需要Java 7+）：
<mermaid>
sequenceDiagram
    participant App as 应用程序
    participant Watch as WatchService
    participant FS as 文件系统
    
    App->>Watch: 创建监控服务
    App->>FS: 注册监控路径
    loop 事件循环
        Watch->>FS: 检测变更
        FS-->>Watch: 返回事件
        Watch-->>App: 通知事件
    end
</mermaid>

实现代码框架：
<syntaxhighlight lang="java">
WatchService watcher = FileSystems.getDefault().newWatchService();
Path dir = Paths.get("/data");
dir.register(watcher, 
    StandardWatchEventKinds.ENTRY_CREATE,
    StandardWatchEventKinds.ENTRY_DELETE);

while (true) {
    WatchKey key = watcher.take();
    for (WatchEvent<?> event : key.pollEvents()) {
        System.out.println("事件类型: " + event.kind());
        System.out.println("受影响文件: " + event.context());
    }
    key.reset();
}
</syntaxhighlight>

== 性能优化 ==
处理大型目录时需注意：
1. 使用`DirectoryStream`而非`Files.list()`减少内存占用
2. 并行处理时用`Files.walk().parallel()`
3. 频繁访问的目录属性可缓存`BasicFileAttributes`

数学上，目录遍历时间复杂度为：
<math>O(n)</math> （线性复杂度）对于平坦目录
<math>O(n^d)</math> （多项式复杂度）对于深度为d的递归遍历

== 实际案例 ==
'''场景'''：备份工具需要同步两个目录结构
<syntaxhighlight lang="java">
public class DirectorySync {
    public static void sync(Path source, Path target) throws IOException {
        Files.walkFileTree(source, new SimpleFileVisitor<>() {
            @Override
            public FileVisitResult preVisitDirectory(Path dir, BasicFileAttributes attrs) 
                throws IOException {
                Path relative = source.relativize(dir);
                Path dest = target.resolve(relative);
                if (!Files.exists(dest)) {
                    Files.createDirectory(dest);
                }
                return FileVisitResult.CONTINUE;
            }
            
            @Override
            public FileVisitResult visitFile(Path file, BasicFileAttributes attrs) 
                throws IOException {
                Path dest = target.resolve(source.relativize(file));
                Files.copy(file, dest, StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);
                return FileVisitResult.CONTINUE;
            }
        });
    }
}
</syntaxhighlight>

== 常见问题 ==
{{Warning|1=操作符号链接时需显式指定`LinkOption.NOFOLLOW_LINKS`}}
* '''Q: 如何判断路径是否为目录？'''  
  A: 使用`Files.isDirectory(path)`
* '''Q: 跨平台路径如何处理？'''  
  A: 始终使用`Paths.get()`或`FileSystem.getPath()`
* '''Q: 目录删除失败的可能原因？'''  
  A: 检查：1) 目录非空 2) 无写权限 3) 被其他进程锁定

== 最佳实践 ==
1. 使用try-with-resources管理`DirectoryStream`
2. 处理路径时规范化路径（`path.normalize()`）
3. 重要操作添加原子性检查：
<syntaxhighlight lang="java">
if (!Files.exists(target)) {
    Files.createDirectories(target);
}
</syntaxhighlight>

== 参见 ==
* [[Java NIO文件操作]]
* [[Java文件属性访问]]
* [[Java WatchService详解]]

[[Category:编程语言]]
[[Category:Java]]
[[Category:Java Nio]]