Java 之所以能夠霸占編程語言的榜首，其強大、豐富的類庫功不可沒，幾乎所有的編程問題都能在其中找到解決方案。但在早期的版本當中，輸入輸出（I/O）流並不那么令開發者感到愉快：
1）JDK 1.4 之前的 I/O 沒有緩沖區的概念、不支持正則表達式、支持的字符集編碼有限等等；
2）JDK 1.4 的時候引入了非阻塞 I/O，也就是 NIO 1.0，但遍歷目錄很困難，不支持文件系統的非阻塞操作等等。
為了突破這些限制，JDK 1.7 的時候引入了新的 NIO，也就是本篇文章的主角——NIO 2.0。
01、基石：Path
Path 既可以表示一個目錄，也可以表示一個文件，就像 File 那樣——當然了，Path 就是用來取代 File 的。
1）可以通過 Paths.get() 創建一個 Path 對象，此時 Path 並沒有真正在物理磁盤上創建；參數既可以是一個文件名，也可以是一個目錄名；絕對路徑或者相對路徑均可。
2）可以通過 Files.notExists() 確認 Path（目錄或者文件） 是否已經存在。
3）可以通過 Files.createDirectory() 創建目錄，此時目錄已經在物理磁盤上創建成功，可通過資源管理器查看到。
4）可以通過 Files.createFile() 創建文件，此時文件已經在物理磁盤上創建成功，可通過資源管理器查看到。
5）可以通過 toAbsolutePath() 查看 Path 的絕對路徑。
6）可以通過 resolve() 將 Path 連接起來，參數可以是一個新的 Path 對象，也可以是對應的字符串。
具體的代碼如下：
public class Wanger {
public static void main(String[] args) {
// 相對路徑
Path dir = Paths.get("chenmo");
// 輸出 dir 的絕對路徑
System.out.println(dir.toAbsolutePath()); // 輸出：D:\program\java.git\java_demo\chenmo
if (Files.notExists(dir)) {
try {
// 如果目錄不存在，則創建目錄
Files.createDirectory(dir);
} catch (IOException e1) {
e1.printStackTrace();
}
}
// 這時候 chenmo.txt 文件並未創建
// 通過 resolve 方法把 dir 和 chenmo.txt 鏈接起來
Path file = dir.resolve("chenmo.txt");
// 輸出 file 的絕對路徑
System.out.println(file.toAbsolutePath()); // 輸出：D:\program\java.git\java_demo\chenmo\chenmo.txt
if (Files.notExists(file)) {
try {
// 如果文件不存在，則創建文件
Files.createFile(file);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
如果要將 File 轉換為 Path，可以通過 File 類的 toPath() 方法完成。代碼示例如下：
File file = new File("沉默王二.txt");
Path path = file.toPath();
如果要將 Path 轉換為 File，可以通過 Path 類的 toFile() 方法完成。代碼示例如下：
Path path = Paths.get("沉默王二.txt");
File file = path.toFile();
02、處理目錄
NIO 2.0 新增的 java.nio.file.DirectoryStream<T> 接口可以非常方便地查找目錄中的（符合某種規則的）文件，比如說我們要查找 chenmo 目錄下的 txt 后綴的文件，代碼示例如下：
// 相對路徑
Path dir = Paths.get("chenmo");
try (DirectoryStream<Path> stream = Files.newDirectoryStream(dir, "*.txt")) {
for (Path entry : stream) {
System.out.println(entry.getFileName());
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
1）Files.newDirectoryStream(Path dir, String glob) 會返回一個過濾后的 DirectoryStream（ 目錄流，），第一個參數為目錄，第二個參數為 glob 表達式，比如 *.txt 表示所有 txt 后綴的文件。
2）由於 DirectoryStream 繼承了 Closeable 接口，所以它可以配合 try-with-resources 語法寫出更安全的代碼，目錄流會自動調用 close 方法關閉流，釋放與流相關的資源，不需要再通過 finally 進行主動關閉。
3）DirectoryStream 被稱為目錄流，允許方便地使用 for-each 結構來遍歷目錄。
03、處理目錄樹
目錄樹意味着一個目錄里既有文件也有子目錄，也可能都沒有，也可能有其一。NIO 2.0 可以很方便地遍歷一顆目錄樹，並操作符合條件的文件；這其中關鍵的一個方法就是 Files 類的 walkFileTree，其定義如下：
public static Path walkFileTree(Path start, FileVisitor<? super Path> visitor)
throws IOException
{
return walkFileTree(start,
EnumSet.noneOf(FileVisitOption.class),
Integer.MAX_VALUE,
visitor);
}
第二個參數 FileVisitor 被稱為文件訪問器接口，它實現起來非常復雜，要實現 5 個方法呢，但幸好 JDK 的設計者提供了一個默認的實現類 SimpleFileVisitor，如果我們只想從目錄樹中找到 txt 后綴的文件，可以這樣做：
// 相對路徑
Path dir = Paths.get("chenmo");
try {
Files.walkFileTree(dir, new SimpleFileVisitor<Path>() {
@Override
public FileVisitResult visitFile(Path file, BasicFileAttributes attrs) {
if (file.toString().endsWith(".txt")) {
System.out.println(file.getFileName());
}
return FileVisitResult.CONTINUE;
}
});
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
通過創建匿名內部類來重寫 SimpleFileVisitor 的 visitFile 方法，如果后綴名為 txt 就打印出來。
04、文件的刪除、復制、移動
創建一個文件非常的簡單，之前我們已經體驗過了，那么刪除一個文件也同樣的簡單，代碼示例如下：
Files.delete(file);
Files.deleteIfExists(file);
使用 Files.delete() 刪除文件之前最好使用 Files.exists() 判斷文件是否存在，否則會拋出 NoSuchFileException；Files.deleteIfExists() 則不用。
復制文件也不復雜，代碼示例如下：
Path source = Paths.get("沉默王二.txt");
Path target = Paths.get("沉默王二1.txt");
Files.copy(source, target);
移動文件和復制文件非常相似，代碼示例如下：
Path source = Paths.get("沉默王二.txt");
Path target = Paths.get("沉默王二1.txt");
Files.move(source, target);
05、快速地讀寫文件
NIO 2.0 提供了帶有緩沖區的讀寫輔助方法，使用起來也非常的簡單。可以通過 Files.newBufferedWriter() 獲取一個文件緩沖輸入流，並通過 write() 方法寫入數據；然后通過 Files.newBufferedReader() 獲取一個文件緩沖輸出流，通過 readLine() 方法讀出數據。代碼示例如下。
Path file = Paths.get("沉默王二.txt");
try (BufferedWriter writer = Files.newBufferedWriter(file, StandardCharsets.UTF_8)) {
writer.write("一個有趣的程序員");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
try (BufferedReader reader = Files.newBufferedReader(file, StandardCharsets.UTF_8)) {
String line;
while ((line = reader.readLine()) != null) {
System.out.println(line);
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
06、重要：異步 I/O 操作
實話實說吧，上面提到的那些都算是 NIO 2.0 的甜點，而異步 I/O 操作（也稱 AIO）才算是真正重要的內容。異步 I/O 操作可以充分利用多核 CPU 的特點，不需要再像以前那樣啟動一個線程來對 I/O 進行處理，免得阻塞了主線程的其他操作。
異步 I/O 操作的核心概念是發起非阻塞方式的 I/O 操作，當 I/O 操作完成時通知。可以分為兩種形式：Future 和 Callback。如果我們希望主線程發起 I/O 操作並輪循等待結果時，一般使用 Future 的形式；而 Callback 的基本思想是主線程派出一個偵查員（CompletionHandler）到獨立的線程中執行 I/O 操作，操作完成后，會觸發偵查員的 completed 或者 failed 方法。
1）Future
先來看一個示例，代碼如下：
public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException, ExecutionException {
Path file = Paths.get("沉默王二.txt");
AsynchronousFileChannel channel = AsynchronousFileChannel.open(file);
Future<Integer> result = channel.read(ByteBuffer.allocate(100_000), 0);
while (!result.isDone()) {
System.out.println("主線程繼續做事情");
}
Integer bytesRead = result.get();
System.out.println(bytesRead);
}
1）通過 AsynchronousFileChannel.open() 打開一個異步文件通道 channel。
2）用 Future 來保存從通道中讀取的結果。
3）通過 isDone() 輪循判斷異步 I/O 操作是否完成，如果沒有完成的話，主線程可以繼續做自己的事情。
2）Callback
先來看一個示例，代碼如下：
public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException, ExecutionException {
Path file = Paths.get("沉默王二.txt");
AsynchronousFileChannel channel = AsynchronousFileChannel.open(file);
channel.read(ByteBuffer.allocate(100_000), 0, null, new CompletionHandler<Integer, ByteBuffer>() {
public void completed(Integer result, ByteBuffer attachment) {
System.out.println(result);
}
public void failed(Throwable exc, ByteBuffer attachment) {
System.out.println(exc.getMessage());
}
});
System.out.println("主線程繼續做事情");
}
1）通過 AsynchronousFileChannel.open() 打開一個異步文件通道 channel。
2）在 read 方法中使用匿名內部類的形式啟用 CompletionHandler，然后實現 CompletionHandler 的兩個監聽方法，completed 的時候打印結果，failed 的時候打印異常信息。
不管是 Future 形式還是 Callback 形式，總之異步 I/O 是一個強大的特性，可以保證在處理大文件時性能不受到顯著的影響。