NIO 2

Qui suis-je ?  Architecte logiciel Java/.Net  Auteur de deux didacticiels diffusés sous la licence GNU FDL : http://www.jmdoudoux.fr Développons en Java (2330 pages) Développons en Java avec Eclipse (600 pages)  Rédacteur pour developpez.com,  Membre du Yajug et du CA du Lorraine Jug 2

Plan NIO2 FileSystem API Lectures/écritures : API mises à jour Canaux asynchrones (Asynchronous I/0) Conclusion 3

NIO 2 4

Les défauts de java.io  Le manque d’opérations basiques (copie, déplacement de fichiers, …)  Ne fonctionne pas de la même manière sur toutes les plateformes  Support limité des liens symboliques et des méta-données  … 5

Les défauts de la classe File  Encapsule le chemin et les opérations  Gestion de certaines erreurs : certaines méthodes renvoient un booléen sans lever d’exceptions (delete() par exemple)  Manque de performance de certaines méthodes notamment listFiles()  …  => besoin d’une nouvelle API 6

Spécification JSR 203 JSR 203 : http://www.jcp.org/en/jsr/detail?id=203 7

NIO 2JSR 203 : ajout de nouvelles API au package NIO Accès et manipulation du système de fichiers Mise à jour de l’API existante Canaux asynchrones (asynchronous channels) Inclus dans Java SE 7 8

FileSystem API 9

FileSystem API  API moderne, complète et extensible  Package java.nio.file et sous packages  Accès et gestion des systèmes de fichiers (fichiers, répertoires, liens symboliques)  Support des méta-datas  Parcours des répertoires  Extensible pour fournir sa propre implémentation (sous classe de FileSystem) 10

L’API FileSystem 11

Les principaux nouveaux concepts  Path : encapsule un chemin dans le système de fichiers  Files : méthodes statiques pour des opérations sur les fichiers et les répertoires  FileSystem : encapsule un système de fichiers, fabrique d’objets pour y accéder  FileSystems : fabrique d’instances de FileSystem  FileStore : encapsule le système de stockage sous jacent 12

L’interface Path 13

L’interface Path  Encapsule tout ou partie du chemin d’un élément du système de fichiers  Dépendant du système de fichier  Le chemin encapsulé existe ou non  Immuable  Chemin encapsulé absolu ou relatif  Pas de gestion des extensions des fichiers  Implémente Iterable et Comparable 14

L’interface Path  Création à partir d’un String, URI ou java.io.File  La classe helper PathsPaths.get("monfichier.txt");Paths.get("jm/AppData/Local/Temp/monfichier.txt");Paths.get("C:/Users/jm/AppData/Local/Temp/monfichier.txt");Paths.get("C:UsersjmAppDataLocalTempmonfichier.txt");Paths.get(URI.create("file:///C:/Users/jm/AppData/Local/Temp/monfichier.txt"));Paths.get(System.getProperty("java.io.tmpdir"),"monfichier.txt");FileSystems.getDefault().getPath("logs", "access.log"); 15

L’interface Path : gérer les éléments du chemin Nombreuses méthodes pour gérer les éléments hiérarchiques du chemin  Path getFileName() : nom du dernier élément  Path getParent() : chemin parent ou null  Path getRoot() : racine du chemin ou null  Path subPath(int, int) : sous chemin  Path getName(int) : élément à l’index fourni  int getNameCount() : nombre d’éléments dans le chemin 16

L’interface Path : exempletoString() = C:UsersjmAppDataLocalTempmonfichier.txtgetFileName() = monfichier.txtgetRoot() = C:getName(0) = UsersgetNameCount() = 6getParent() = C:UsersjmAppDataLocalTempsubpath(0,3) = UsersjmAppDatatoString() = jmAppDataLocalTempmonfichier.txtgetFileName() = monfichier.txtgetRoot() = nullgetName(0) = jmgetNameCount() = 5getParent() = jmAppDataLocalTempsubpath(0,3) = jmAppDataLocal 17

L’interface Path : manipuler des chemins Plusieurs méthodes pour manipuler les chemins  Path normalize() : supprime les éléments redondants (par exemple . et ..), purement syntaxique  Path resolve(Path) : combiner deux chemins  Path relativize(Path) : chemin relatif entre le chemin et celui fournit 18

L’interface Path : manipuler des cheminspath = Paths.get("C:/Users/admin/./../jm/AppData/Local/Temp/./monfichier.txt");System.out.println("normalize() = " + path.normalize());normalize() = C:USersjmAppDataLocalTempmonfichier.txtPath path = Paths.get("C:/Users/jm/AppData/Local/");Path nouveauPath = path.resolve("Temp/monfichier.txt");System.out.println(nouveauPath);nouveauPath = path.resolve("C:/Temp");System.out.println(nouveauPath);C:UsersjmAppDataLocalTempmonfichier.txtC:Temp 19

L’interface Path : comparer des chemins Plusieurs méthodes pour comparer les chemins  int compareTo(Path other) Compare le chemin avec celui fourni en paramètre  boolean endsWith(Path other) boolean endsWith(String other) Compare la fin du chemin avec celui fourni  boolean startsWith(Path other) boolean startsWith(String other) Compare le début du chemin avec celui fourni 20

L’interface Path : convertir des chemins Plusieurs méthodes pour convertir les chemins  Path toAbsolutePath() : retourner le chemin absolu du chemin  Path toRealPath(LinkOption…) : retourner le chemin physique du chemin notamment en résolvant les liens symboliques selon les options fournies. Exception si le fichier n’existe pas ou s’il ne peut pas être accédé 21

L’interface Path : intégration dans l’existant  Path File.toPath()  File Path.toFile()  URI Path.toUri() : retourner le chemin sous la forme d’une URI 22

Glob Pattern à appliquer sur un élément du système de fichiers Sous ensemble des expressions régulières : * ** ? [] {} *.java éléments dont le nom fini par .java ??? éléments dont le nom est composé de trois alphanumériques A*.java éléments dont le nom commence par un a et se termine par .java *[0-9]* éléments dont le nom contient au moins un chiffre *.{htm,html} éléments dont le nom se termine par htm ou html 23

Glob : exemple Path file1 = Paths.get("c:/test.java"); Path file2 = Paths.get("c:/test.txt"); PathMatcher matcher = FileSystems.getDefault().getPathMatcher("glob:*.{java,cla ss}"); matcher.matches(file1); matcher.matches(file2); 24

La manipulation des fichiers et des répertoires 25

La classe Files  Ensemble de méthodes statiques  Création : createDirectory(), createFile(), createLink(), createSymbolicLink(), createTempFile(), createTempDirectory(), …  Manipulation : delete(), move(), copy(), …  Type d’élément : isRegularFile(), isDirectory(),…  Méta-Datas et permissions : getAttributes(), getPosixFilePermissions(), isReadable(), isWriteable(), size(), getFileAttributeView(), … 26

Exemple : supprimer un fichier (1/2) Path path = Paths.get("C:/java/test/monfichier_copie.txt"); try { Files.delete(path); } catch (NoSuchFileException nsfee) { // traitement en cas d’erreur } catch (DirectoryNotEmptyException dnee) { // traitement en cas d’erreur } catch (IOException ioe) { // traitement en cas d’erreur } 27

Exemple : supprimer un fichier (2/2) Path path = Paths.get("C:/java/test/monfichier_copie.txt"); try { Files.deleteIfExists(path); } catch (DirectoryNotEmptyException dnee) { // traitement en cas d’erreur } catch (IOException ioe) { // traitement en cas d’erreur } 28

Exemple : déplacer un fichier Path source = Paths.get("c:/java/source.txt"); Path cible = Paths.get("c:/temp/cible.txt"); try { Files.move(source, cible, REPLACE_EXISTING, ATOMIC_MOVE); // java.lang.UnsupportedOperationException // Files.move(source, cible, REPLACE_EXISTING, // COPY_ATTRIBUTES, ATOMIC_MOVE); } catch(IOException ioe) { // traitement en cas d’erreur } 29

Exemple : copier un fichier Path source = Paths.get("c:/java/fichier.txt"); Path cible = Paths.get("c:/java/fichier_copie.txt"); try { Files.copy(source, cible, REPLACE_EXISTING, COPY_ATTRIBUTES); // java.lang.UnsupportedOperationException // Files.move(source, cible, REPLACE_EXISTING, // COPY_ATTRIBUTES, ATOMIC_MOVE); } catch(IOException ioe) { // traitement en cas d’erreur } 30

Les liens symboliques 31

Les liens symboliques  Support optionnel selon le FS (Unix)  Liens symboliques suivis par défaut avec quelques exceptions : delete(), move(), walkFileTree()  Files.isSameFile() permet de vérifier si deux chemins font référence au même endroit  Files.isSymbolicLink()  Files.readSymbolicLink() 32

Exemple : créer un lien Path lien = Paths.get("C:/java/test/monlien"); Path cible = Paths.get("C:/java/test/monfichier.txt"); Files.createLink(lien, cible); if (Files.isSameFile(lien, cible)) { System.out.println("Identique"); } else { System.out.println("Non identique"); } 33

Exemple : créer un lien symbolique Path lien = Paths.get("/home/jm/monlien"); Path cible = Paths.get("/home/jm/monfichier.txt"); Files.createSymbolicLink(lien, cible); if (Files.isSameFile(lien, cible)) { System.out.println("Identique"); } else { System.out.println("Non identique"); } 34

L’interface WatchService 35

WatchService  Notifications de changements dans un répertoire  Evite d’avoir à écrire du code de type pooling sur un répertoire  Abonnement à des événements lors de la création, modification, suppression de fichiers 36

WatchService : enregistrement  Instanciation avec FileSystem.newWatchService()  Enregistrement avec WatchService.register() WatchService watcher = FileSystems.getDefault().newWatchService(); Path dir = Paths.get("c:/java"); WatchKey key = dir.register(watcher, ENTRY_CREATE) 37

WatchService : obtenir les événements for (;;) { try { key = watcher.take(); } catch (InterruptedException ex) { ex.printStackTrace(); } for (WatchEvent<?> event : key.pollEvents()) { if (event.kind() == StandardWatchEventKinds.ENTRY_CREATE) { Path name = (Path) event.context(); System.out.format(event.kind() + " " + "%s created", name); } } key.reset(); } 38

Les méta-données 39

Les attributs  Gestion complète des attributs qui sont dépendantes du système sous jacent  Taille, type d’élément, caché, …  Attributs communs (BasicFileAttributes)  ou attributs spécifiques (DosFileAttributes, PosixFileAttributes)  Gestion des permissions Posix  Méthodes de la classe Files pour en modifier un 40

Les attributs DOS Path fichier = Paths.get("c:/java/test.txt"); FileTime now = FileTime.fromMillis(System.currentTimeMillis()); Files.setLastModifiedTime(fichier, now); Files.setAttribute(fichier, "dos:hidden", true); DosFileAttributes attr = Files.readAttributes(fichier, DosFileAttributes.class); System.out.println(attr.isReadOnly()); System.out.println(attr.isHidden()); System.out.println(attr.isRegularFile()); System.out.println(attr.isSystem()); System.out.println(attr.lastModifiedTime()); 41

Les attributs Posix Path fichier = Paths.get("/home/jm/test.txt"); PosixFileAttributes attrs = Files.readAttributes(fichier, PosixFileAttributes.class); UserPrincipal owner = attrs.owner(); GroupPrincipal group = attrs.group(); System.out.println(owner); System.out.println(group); 42

La gestion des droits Posix  Énumération PosixFilePermission  PosixFilePermissions : helper  FileAttribute : encapsule les attributs  Attention aux restrictions de droits via umask ou via le répertoire parent Path fichier = Paths.get("/home/jm/test.txt"); Set<PosixFilePermission> perms = PosixFilePermissions.fromString("rw-rw-rw-"); FileAttribute<Set<PosixFilePermission>> attr = PosixFilePermissions.asFileAttribute(perms); Files.createFile(fichier, attr); 43

Les attributs via les vues  Les vues permettent d’obtenir les attributs en bloc  Les vues sont spécialisées  Readonly ou mutable 44

Les attributs via les vues AttributeView FileAttributeView BasicFileAttributeView DosFileAttributeView PosixFileAttributeView FileOwnerAttributeView AclFileAttributeView PosixFileAttributeView UserDefinedFileAttributeView FileStoreAttributeView 45

Exemple avec BasicFileAttributViewPath fichier = Paths.get("c:/java/test.txt");BasicFileAttributeView view =Files.getFileAttributeView(fichier, BasicFileAttributeView.class);BasicFileAttributes attributes = view.readAttributes();FileTime creationTime = attributes.creationTime();FileTime lastAccessTime = attributes.lastAccessTime();boolean isRegularFile = attributes.isRegularFile(); 46

La classe FileStore 47

La classe FileStore  Encapsule un système de stockage : un disque dur, une partition, …  Obtenir des informations  FileStore Files.getFileStore(Path) 48

La classe FileStore : exemple Path path = Paths.get("c:/test.txt"); FileStore store = Files.getFileStore(path); long total = store.getTotalSpace() / (1024 * 1024); long used = (store.getTotalSpace() – store.getUnallocatedSpace()) / (1024 * 1024); Long avail = store.getUsableSpace() / (1024 * 1024); System.out.println("total "+total+" mb "); 49

La classe FileSystem 50

La classe FileSystem  Encapsule un système de fichiers  Obtenir celui du système par défaut ou invoquer une fabrique FileSystem fs = FilesSystems.getDefault();  Utiliser une fabrique pour obtenir une implémentation spécifique  Fabrique pour des objets de l’API  Extensible : possibilité de créer sa propre implémentation class MonFileSystem extends FileSystem(); 51

Le séparateur du système de fichiers String separateur = File.separator; String separateur = FileSystems.getDefault().getSeparator(); 52

Les providers de FileSystem  Il est possible d’utiliser ou de créer des fournisseurs de FileSystem  N’ont pas besoin d’être lié à un « vrai » système de fichiers  Peut permettre d’offrir différentes vues d’un système de fichiers (cacher les fichiers sensibles, accès un lecture seule, …)  java.nio.file.spi 53

Un provider FileSystem pour les zip  Permet de traiter le contenu d’un zip comme un FileSystem  Facilite l’utilisation des archives de type zip 54

Exemple : afficher un fichier d’un zip Path jarfile = Paths.get("c:/java/archive.jar"); FileSystem fs = FileSystems.newFileSystem(jarfile, null); Path mf = fs.getPath("META-INF", "MANIFEST.MF"); try (BufferedReader readBuffer = Files.newBufferedReader(mf, Charset.defaultCharset())) { String ligne = ""; while ((ligne = readBuffer.readLine()) != null) { System.out.println(ligne); } } 55

Exemple : extraire un fichier d’un zip Path jarfile = Paths.get("c:/java/archive.jar"); FileSystem fs = FileSystems.newFileSystem(jarfile, null); Path cible = Paths.get("c:/java/MANIFEST.MF"); Files.deleteIfExists(cible); // extaire un élément de larchive Files.copy(fs.getPath("/META-INF/MANIFEST.MF"), cible); 56

L’interface DirectoryStream 57

La classe DirectoryStream  Itération sur le contenu d’un répertoire  Performance sur un gros répertoire, consomme moins de ressources  Possibilité d’appliquer un filtre en utilisant un glob ou une expression régulière  Invoquer la méthode close() après utilisation 58

La classe DirectoryStream : exemple Path dir = Paths.get("C:/java/projets"); try (DirectoryStream<Path> stream = Files.newDirectoryStream(dir, "*.java")) { for (Path entry : stream) { System.out.println(entry.getFileName()); } } 59

WalkFileTree 60

WalkFileTree  Parcourir une arborescence en utilisant le design pattern visitor (opérations récursives)  Files.walkFileTree()  FileVisitor invoqué sur chaque fichier / répertoire (pre/post)  SimpleFileVisitor : contrôle du parcours par la valeur de retour (CONTINUE, PRUNE)  Liens symboliques non suivis par défaut (FOLLOW_LINKS) : détection des références circulaires 61

WalkFileTree : exemplePath dir = Paths.get("C:/java/projets");Files.walkFileTree(dir, new SimpleFileVisitor<Path>() { public FileVisitResult visitFile(Path file, BasicFileAttributes attrs) throws IOException { String nom = file.getFileName().toString(); if (nom.endsWith(".java")) { System.out.println("Fichier : " + nom); } return FileVisitResult.CONTINUE; } public FileVisitResult preVisitDirectory(Path dir, BasicFileAttributes attrs) throws IOException { System.out.println("Repertoire : " + dir); return FileVisitResult.CONTINUE; }}); 62

Lectures / écrituresMises à jour de l’API 63

La gestion des io avec Java IO  NIO  NIO 2 Java 1.0  Java 1.4 (JSR 51)  Java 7 (JSR 203) Synchrone  Synchrone  ASynchrone Bloquant  Non bloquant  Non bloquant File  FileChannel  Path InputStream SocketChannel OutputStream ServerSocketChannel  AsynchronousFileChannel Reader (Charset, Selector, AsynchronousByteChannel Writer ByteBuffer) AsynchronousSocketChannel Socket AsynchronousServerSocketC RandomAccessFile hannel 64

Obtenir des fluxPath path = Paths.get("c:/java/source.txt");BufferedReader reader = Files.newBufferedReader(path, Charset.defaultCharset());BufferedWriter writer = Files.newBufferedWriter(path, Charset.defaultCharset());InputStream inputStream = Files.newInputStream(path);OutputStream outputStream = Files.newOutputStream(path);ByteChannel channel = Files.newByteChannel(path); 65

L’utilisation des méthodes 66

Lire et écrire tout le contenubyte[] bytes = Files.readAllBytes(path);List<String> lignes = Files.readAllLines(path, Charset.defaultCharset());Files.write(path, bytes);Files.write(path, lignes, Charset.defaultCharset()); 67

Exemple : écriture dans un fichier texte Path file = Paths.get("c:/java/test/test.txt"); Charset charset = Charset.forName("UTF8"); String contenu = "Prix 10€"; try (BufferedWriter writer = Files.newBufferedWriter(file, charset)) { writer.write(contenu, 0, contenu.length()); } catch (IOException ioe) { // traitement de lerreur } 68

L’interface SeekableByteChannel  ByteChannel qui gère une position  Channel équivalent à RandomAccessFile  Files.newSeekableByteChannel()  CREATE, CREATE_NEW, READ, WRITE, APPEND, TRUNCATE_EXISTING, NOFOLLOW_LINKS, SYNC, DSYNC... 69

L’interface SeekableByteChannel : exemple ByteBuffer donneesBonjour = ByteBuffer.wrap("Bonjour".getBytes()); ByteBuffer donneesBonsoir = ByteBuffer.wrap("Bonsoir".getBytes()); Path path = Paths.get("C:/java/fichier.bin"); Files.deleteIfExists(path); try (FileChannel fileChannel = FileChannel.open(path, StandardOpenOption.CREATE, StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.SYNC)) { fileChannel.position(100); fileChannel.write(donneesBonjour); } try (SeekableByteChannel sbc = Files.newByteChannel(path, StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.SYNC)) { sbc.position(200); sbc.write(donneesBonsoir); } 70

Canaux asynchrones(Asynchronous I/0) 71

Canaux asynchrones Channel avec opérations non bloquantes (connexion, lecture, écriture) Exécution des opérations de manière asynchrone (dans un thread) Contrôle des opérations après leur initialisation via deux solutions :  java.util.concurrent.Future  java.nio.channels.CompletionHandler 72

Canaux asynchrones avec Future  Utiliser l’objet de type Future pour connaitre le statut et le résultat de l’opération  Future.get() : obtenir le résultat (bloquant!)  Future.get() : avec un timout  Future.isDone() : l’opération est elle terminée  Future.cancel(boolean) : annuler l’opération 73

Canaux asynchrones avec CompletionHandler  Callback qui sera invoqué lorsque l’opération se termine (bien ou mal)  Paramétré avec le type de résultat et un objet en attachement (contexte qui peut être null) interface CompletionHandler<V, A> { void completed(V result, A attachment); void failed(Throwable t, A attachment); }  completed() invoqué en cas de succès  failed() invoqué en cas d’erreur 74

Exemple : dupliquer un ficher de manière asynchrone public static void copierAsync(final AsynchronousFileChannel in, final AsynchronousFileChannel out) { final ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(16384); class ReadCompletionHandler implements CompletionHandler<Integer, Integer> { @Override public void completed(Integer result, Integer position) { if (result == -1) { System.out.println("copie terminee"); return; } buffer.flip(); System.out.println("ecriture buffer"); out.write(buffer, position, position + result, new CompletionHandler<Integer, Integer>() { @Override public void completed(Integer result, Integer newPosition) { buffer.compact(); System.out.println("Lecture buffer"); in.read(buffer, newPosition, newPosition, ReadCompletionHandler.this); } 75

Exemple : dupliquer un ficher de manière asynchrone @Override public void failed(Throwable exc, Integer attachment) { System.out.println(exc); throw new IOError(exc); } }); } @Override public void failed(Throwable exc, Integer attachment) { System.out.println(exc); throw new IOError(exc); } } System.out.println("Lecture buffer"); in.read(buffer, 0, 0, new ReadCompletionHandler()); } 76

Les groupes  Les callbacks CompletionHandler sont invoqués par des threads  AsynchronousChannelGroup qui encapsule un pool de threads  DefaultThreadPool  FixedThreadPool  CachedThreadPool 77

Conclusion 78

Conclusion  NIO 2 apporte de nombreuses fonctionnalités attendues depuis longtemps  Les canaux asynchrones ne sont pas facile à utiliser mais les serveurs d’applications devraient en tirer partie  Téléchargez le JDK 7 et essayez 79

Questions 80

Merci pour votre attention 81

Licencehttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.fr 82

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NIO 2

by Lorraine JUG on Dec 03, 2011

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