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Professionelle Bücher. Auch für Einsteiger.

Inhaltsverzeichnis
Vorwort
1 Java ist auch eine Sprache
2 Sprachbeschreibung
3 Klassen und Objekte
4 Der Umgang mit Zeichenketten
5 Eigene Klassen schreiben
6 Exceptions
7 Generics<T>
8 Äußere.innere Klassen
9 Besondere Klassen der Java SE
10 Architektur, Design und angewandte Objektorientierung
11 Die Klassenbibliothek
12 Bits und Bytes und Mathematisches
13 Datenstrukturen und Algorithmen
14 Threads und nebenläufige Programmierung
15 Raum und Zeit
16 Dateien, Verzeichnisse und Dateizugriffe
17 Datenströme
18 Die eXtensible Markup Language (XML)
19 Grafische Oberflächen mit Swing
20 Grafikprogrammierung
21 Netzwerkprogrammierung
22 Verteilte Programmierung mit RMI
23 JavaServer Pages und Servlets
24 Datenbankmanagement mit JDBC
25 Reflection und Annotationen
26 Dienstprogramme für die Java-Umgebung
A Die Begleit-DVD
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Java ist auch eine Insel von Christian Ullenboom
Das umfassende Handbuch
Buch: Java ist auch eine Insel

Java ist auch eine Insel
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Rheinwerk Computing
ISBN 978-3-8362-1506-0
Pfeil 16 Dateien, Verzeichnisse und Dateizugriffe
  Pfeil 16.1 Datei und Verzeichnis
    Pfeil 16.1.1 Dateien und Verzeichnisse mit der Klasse »File«
    Pfeil 16.1.2 Verzeichnis oder Datei? Existiert es?
    Pfeil 16.1.3 Verzeichnis- und Dateieigenschaften/-attribute
    Pfeil 16.1.4 Umbenennen und Verzeichnisse anlegen
    Pfeil 16.1.5 Verzeichnisse listen und Dateien filtern
    Pfeil 16.1.6 Dateien berühren, neue Dateien anlegen, temporäre Dateien
    Pfeil 16.1.7 Dateien und Verzeichnisse löschen
    Pfeil 16.1.8 Verzeichnisse nach Dateien iterativ durchsuchen *
    Pfeil 16.1.9 Wurzelverzeichnis, Laufwerksnamen, Plattenspeicher *
    Pfeil 16.1.10 URL- und URI-Objekte aus einem File-Objekt ableiten *
    Pfeil 16.1.11 Mit Locking Dateien sperren *
  Pfeil 16.2 Dateien mit wahlfreiem Zugriff
    Pfeil 16.2.1 Ein »RandomAccessFile« zum Lesen und Schreiben öffnen
    Pfeil 16.2.2 Aus dem »RandomAccessFile« lesen
    Pfeil 16.2.3 Schreiben mit »RandomAccessFile«
    Pfeil 16.2.4 Die Länge des »RandomAccessFile«
    Pfeil 16.2.5 Hin und her in der Datei
  Pfeil 16.3 Zum Weiterlesen

»Schlagersänger sind junge Männer, die bei Stromausfall keine Sänger mehr sind.« – Danny Kaye (1913–1987)

16 Dateien, Verzeichnisse und Dateizugriffe

Computer sind für uns so nützlich, weil sie Daten bearbeiten. Der Bearbeitungszyklus beginnt mit dem Einlesen der Daten, umfasst das Verarbeiten und endet mit der Datenausgabe. In der deutschsprachigen Informatikliteratur wird deswegen auch vom EVA [EVA ist ein Akronym für »Eingabe, Verarbeitung, Ausgabe«. Diese Reihenfolge entspricht dem Arbeitsweg. Zunächst werden die Eingaben von einem Eingabegerät gelesen, dann durch den Computer verarbeitet und anschließend ausgegeben (in welcher Form auch immer). ] -Prinzip der Datenverarbeitungsanlagen gesprochen. In frühen EDV-Zeiten wurde die Eingabe vom Systemoperator auf Lochkarten gestanzt. Glücklicherweise sind diese Zeiten vorbei. Heutzutage speichern wir unsere Daten in Dateien (engl. files [Das englische Wort »file« geht auf das lateinische Wort »filum« zurück. Dies bezeichnete früher eine auf Draht aufgereihte Sammlung von Schriftstücken. ] ) und Datenbanken ab. Es ist wichtig, zu bemerken, dass eine Datei nur in ihrem Kontext interessant ist, andernfalls beinhaltet sie für uns keine Information – die Sichtweise auf eine Datei ist demnach wichtig. Auch ein Programm besteht aus Daten und wird oft in Form einer Datei repräsentiert.

Um an die Information einer Datei zu gelangen, müssen wir den Inhalt auslesen können. Zudem müssen wir in der Lage sein, Dateien anzulegen, zu löschen, umzubenennen und sie in Verzeichnissen zu strukturieren. Java bietet uns eine Vielzahl von Zugriffsmöglichkeiten auf Dateien. Ein wichtiges Schlagwort in diesem Zusammenhang ist der Datenstrom (engl. stream). Dieser entsteht beim Fluss der Daten von der Eingabe über die Verarbeitung hin zur Ausgabe. Mittels Datenströmen können Daten sehr elegant bewegt werden; ein Programm ohne Datenfluss ist eigentlich undenkbar. Die Eingabeströme (engl. input streams) sind zum Beispiel Daten der Tastatur oder vom Netzwerk; über die Ausgabeströme (engl. output streams) fließen die Daten in ein Ausgabemedium, beispielsweise in den Drucker oder in eine Datei. Die Kommunikation der Threads erfolgt über Pipes.

In Java sind über dreißig Klassen zur Verarbeitung der Datenströme vorgesehen. Da die Datenströme an kein spezielles Ein- oder Ausgabeobjekt gebunden sind, können sie beliebig miteinander gemischt werden. Dies ist mit dem elektrischen Strom vergleichbar: Es gibt mehrere Stromlieferanten (Solarkraftwerke, Nutzung geothermischer Energie, Umwandlung von Meereswärmeenergie [OTEC]) und mehrere Verbraucher (Wärmedecke, Mikrowelle), die die Energie wieder umsetzen.


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16.1 Datei und Verzeichnis  Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Da durch Datenströme keine Dateien gelöscht oder umbenannt werden können, liefert uns ein File-Objekt Informationen über Dateien und Verzeichnisse. Dieses Objekt wurde eingeführt, um Dateioperationen plattformunabhängig durchzuführen, was aber leider auch eine Einschränkung darstellt, denn wie sollen Rechte vergeben werden, wenn dies etwa der Macintosh mit Mac OS 9 oder ein Palm-Pilot nicht unterstützen? Auch Unix und Windows haben zwei völlig verschiedene Ansätze zur Rechteverwaltung.


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16.1.1 Dateien und Verzeichnisse mit der Klasse »File«  Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Ein File-Objekt repräsentiert einen Datei- oder Verzeichnisnamen im Dateisystem. Die Datei oder das Verzeichnis, das das File-Objekt beschreibt, muss nicht physikalisch existieren. Der Verweis wird durch einen Pfadnamen spezifiziert. Dieser kann absolut oder relativ zum aktuellen Verzeichnis angegeben werden.


Beispiel Erzeuge ein File-Objekt für das Laufwerk C:/:

File f = new File( "C:/" );
System.out.println( f );   // C:\

Folgende Konstruktoren erzeugen ein File-Objekt:


class java.io.File
implements Serializable, Comparable<File>

  • File( String pathname ) Erzeugt ein File-Objekt aus einem Dateinamen.
  • File( String parent, String child ) File( File parent, String child ) Setzt ein neues File-Objekt aus einem Basisverzeichnis und einem weiteren Teil zusammen, der auch wieder ein Verzeichnis oder ein Dateiname sein kann.
  • File( URI uri ) Fragt von uri den Pfadnamen (uri.getPath()) und erzeugt ein neues File-Objekt. Ist uri gleich null, folgt eine NullPointerException. Ist die URI falsch formuliert, gibt es eine IllegalArgumentException.

Die Pfadangabe kann in allen Fällen absolut sein, muss es aber nicht.

Pfadtrenner

Die Angabe des Pfades ist wegen der Pfadtrenner plattformabhängig. Auf Windows-Rechnern trennt ein Backslash »\« die Pfade, auf Unix-Maschinen ein normaler Slash »/« und unter dem älteren MAC OS 9 ein Doppelpunkt.

Glücklicherweise speichert die Klasse File den Pfadtrenner in zwei öffentlichen Konstanten: File.separatorChar [Eigentlich sollte der Variablenname großgeschrieben werden, da die Variable als public static final char eine Konstante ist. ] ist ein char, und File.separator stellt den Pfadtrenner als String bereit (dies ist wiederum auf System.getProperty("file.separator") zurückzuführen).


Hinweis Wie bei den Dateitrennern gibt es einen Unterschied bei der Darstellung des Wurzelverzeichnisses. Unter Unix ist dies ein einzelnes Divis »/«, und unter Windows steht die Laufwerksbezeichnung vor dem Doppelpunkt und dem Backslash-Zeichen (»Z:\«).


Abbildung 16.1  Namen erfragen und auflösen

Mit einem File-Objekt erfragen ganz unterschiedliche Methoden den Dateinamen, den kompletten Pfad, das vorangehende Verzeichnis und ob eine Angabe absolut oder relativ ist. Bei einigen Methoden lässt sich wählen, ob die Rückgabe ein String-Objekt mit dem Dateinamen sein soll oder ein File-Objekt.


Beispiel Liefere einen Dateinamen, bei dem die relativen Bezüge aufgelöst sind:

try
{
  File file = new File("C:/./WasNDas//..\\Programme/").getCanonicalFile();
  System.out.println( file );                          // C:\Programme
}
catch ( IOException e ) { e.printStackTrace(); }


class java.io.File
implements Serializable, Comparable<File>

  • String getName() Gibt den Dateinamen zurück.
  • String getPath() Gibt den Pfadnamen zurück.
  • String getAbsolutePath(), File getAbsoluteFile() Liefert den absoluten Pfad. Ist das Objekt kein absoluter Pfadname, so wird ein Objekt aus aktuellem Verzeichnis, Separator-Zeichen und Dateinamen aufgebaut.
  • String getCanonicalPath () throws IOException File getCanonicalFile() throws IOException Gibt den Pfadnamen des Dateiobjekts zurück, der keine relativen Pfadangaben mehr enthält. Kann im Gegensatz zu den anderen Pfadmethoden eine IOException aufrufen, da mitunter verbotene Dateizugriffe erfolgen.
  • String getParent(), File getParentFile() Gibt den Pfad des Vorgängers als String- oder File-Objekt zurück. Die Rückgabe ist null, wenn es keinen Vater gibt, etwa beim Wurzelverzeichnis.
  • boolean isAbsolute() Liefert true, wenn der Pfad in der systemabhängigen Notation absolut ist.

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16.1.2 Verzeichnis oder Datei? Existiert es?  Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Das File-Objekt muss nicht unbedingt eine existierende Datei oder ein existierendes Verzeichnis repräsentieren. Für Dateioperationen mit File-Objekten und nachfolgendem Zugriff testet exists(), ob die Datei oder das Verzeichnis tatsächlich vorhanden sind. Da nun aber ein File-Objekt Dateien sowie Verzeichnisse gleichzeitig repräsentiert, ermöglichen isDirectory() und isFile() eine genauere Aussage über den File-Typ. Es kann gut sein, dass für eine File weder isDirectory() noch isFile() die Rückgabe true liefern (in Java können nur normale Dateien erzeugt werden).


class java.io.File
implements Serializable, Comparable<File>

  • boolean exists() Liefert true, wenn das File-Objekt eine existierende Datei oder einen existierenden Ordner repräsentiert.
  • boolean isDirectory() Gibt true zurück, wenn es sich um ein Verzeichnis handelt.
  • boolean isFile() Liefert true, wenn es sich um eine »normale« Datei handelt (kein Verzeichnis und keine Datei, die vom zugrundeliegenden Betriebssystem als besonders markiert wird, keine Blockdateien, Links unter Unix).

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16.1.3 Verzeichnis- und Dateieigenschaften/-attribute  Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Eine Datei oder ein Verzeichnis besitzt zahlreiche Eigenschaften, die sich mit Anfragemethoden auslesen lassen. In einigen wenigen Fällen lassen sich die Attribute auch ändern.


class java.io.File
implements Serializable, Comparable<File>

  • boolean canExecute(), canRead(), canWrite() Liefert true, wenn die Ausführungsrechte/Leserechte/Schreibrechte gesetzt sind.
  • long length() Gibt die Länge der Datei in Byte zurück oder 0L, wenn die Datei nicht existiert oder es sich um ein Verzeichnis handelt.

Änderungsdatum einer Datei

Eine Datei verfügt unter jedem Dateisystem nicht nur über Attribute wie Größe und Rechte, sondern verwaltet auch das Datum der letzten Änderung. Letzteres nennt sich Zeitstempel. Die File-Klasse verfügt zum Abfragen dieser Zeit über die Methode lastModified() und zum Setzen über setLastModified().

Die Methode setLastModified() ändert – wenn möglich – den Zeitstempel, und ein anschließender Aufruf von lastModified() liefert die gesetzte Zeit – womöglich gerundet – zurück. Die Methode ist von vielfachem Nutzen, aber sicherheitsbedenklich, denn ein Programm kann den Dateiinhalt einschließlich des Zeitstempels ändern. Auf den ersten Blick ist nicht mehr erkennbar, dass eine Veränderung der Datei vorgenommen wurde. Doch die Methode ist von größerem Nutzen bei der Programmerstellung, wo Quellcodedateien etwa mit Objektdateien verbunden sind. Nur über einen Zeitstempel ist eine einigermaßen intelligente Projektdateiverwaltung möglich.

Dabei bleibt es verwunderlich, warum lastModified() nicht als veraltet ausgezeichnet ist und zu getLastModified() wurde, wo doch nun die passende Methode zum Setzen der Namensgebung genügt.


class java.io.File
implements Serializable, Comparable<File>

  • long lastModified() Liefert den Zeitpunkt, zu dem die Datei zum letzten Mal geändert wurde. Die Zeit wird in Millisekunden ab dem 1. Januar 1970, 00:00:00 UTC, gemessen. Die Methode liefert 0, wenn die Datei nicht existiert oder ein Ein-/Ausgabefehler auftritt.
  • boolean setLastModified( long time ) Setzt die Zeit (wann die Datei zuletzt geändert wurde). Die Zeit ist wiederum in Millisekunden seit dem 1. Januar 1970 angegeben. Ist das Argument negativ, dann wird eine IllegalArgumentException ausgelöst.

Hinweis Zwar lässt Java die Ermittlung der Zeit der letzten Änderung zu, doch gilt dies nicht für die Erzeugungszeit. Das Standard-Dateisystem von Unix-Systemen speichert diese Zeit nicht. Windows speichert sie hingegen schon, sodass hier grundsätzlich der Zugriff, etwa über JNI, möglich wäre. Legt ein Java-Programm die Dateien an, deren Anlegezeiten später wichtig sind, müssen die Zeiten beim Anlegen gemessen und gespeichert werden. Falls die Datei nicht verändert wird, stimmt lastModified() mit der Anlegezeit überein.


Dateiattribute verändern

Zu den Anfragemethoden canXXX() kann ein File-Objekt auch Dateiattribute verändern, wobei viele Methoden seit Java 6 neu sind.


Beispiel Lege eine neue temporäre Datei an, und teste das Lesen und Verändern des Lese-Schreib-Attributs. Nach dem Test lösche die Datei wieder:

Listing 16.1  com/tutego/insel/io/file/PermissionDemo.java, main()

File f = File.createTempFile( "bla", "blub" );
System.out.printf( "readable=%s, writable=%s%n", f.canRead(), f.canWrite() );
f.setReadOnly();
System.out.printf( "readable=%s, writable=%s%n", f.canRead(), f.canWrite() );
f.setWritable( true );
System.out.printf( "readable=%s, writable=%s%n", f.canRead(), f.canWrite() );
f.deleteOnExit();

Die Ausgabe ist:

readable=true, writable=true
readable=true, writable=false
readable=true, writable=true

Es gibt Methoden wie setLastModified(), die auf dem Datei-Objekt wirklich eine Änderung ausführen. Insofern muss die Aussage in der API-Dokumentation genau genommen werden: »Instances of the File class are immutable; that is, once created, the abstract pathname represented by a File object will never change.« Nur der Dateiname ist immutable, aber nicht die Zustände.


class java.io.File
implements Serializable, Comparable<File>

  • boolean setReadOnly() Setzt die Datei auf nur-lesen. Liefert »wahr«, wenn die Änderung möglich war.
  • boolean setExecutable( boolean executable, boolean ownerOnly )
  • boolean setReadable( boolean readable, boolean ownerOnly )
  • boolean setWritable( boolean writable, boolean ownerOnly ) Setzt das Recht zum Ausführen/Lesen/Schreiben der Datei. Ist ownerOnly true, gilt das Recht nur für den Benutzer, sonst für alle.
  • boolean setExecutable( boolean executable )
  • boolean setReadable( boolean readable )
  • boolean setWritable( boolean writable ) Leitet weiter an die mit zwei Parametern deklarierte Methode setXXXable(boolean, bool-ean), und das zweite Argument ist true.

Die setXXX()-Methoden melden über die Rückgabe, ob die Veränderung möglich war.

Ist eine Datei eine Verknüpfung? *

Wer nicht Java 7 nutzen kann, muss die Frage nach der Dateiverknüpfung über eine interne sun.awt.shell.ShellFolder beantworten lassen. Die Klasse liefert bei .lnk-Dateien unter Windows mit isLink() ein klares true/false, gibt die Zieladresse mit getLinkLocation() und auf Anfrage mit getIcon() das assoziierte Datei-Icon als Image dazu:

Listing 16.2  ShellFolderDemo.java, main()

String s = "C:\\Dokumente und Einstellungen\\All Users\\Startmenü\\Umbruch
Programmzugriff und -standards.lnk";
ShellFolder folder = ShellFolder.getShellFolder( new File( s ) );
System.out.println( folder.getFolderType() );     // Verknüpfung
if ( folder.isLink() )
  System.out.println( folder.getLinkLocation() ); // C:\WINDOWS\system32\control.exe

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16.1.4 Umbenennen und Verzeichnisse anlegen  Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Mit mkdir() lassen sich Verzeichnisse anlegen und mit renameTo() Dateien oder Verzeichnisse umbenennen.


class java.io.File
implements Serializable, Comparable<File>

  • boolean mkdir() Legt das Unterverzeichnis an.
  • boolean mkdirs() Legt das Unterverzeichnis inklusive weiterer Verzeichnisse an.
  • boolean renameTo( File d ) Benennt die Datei in den Namen um, der durch das File-Objekt d gegeben ist. Ging alles gut, wird true zurückgegeben. Bei zwei Dateinamen alt und neu benennt new File-(alt).renameTo(new File(neu)); die Datei um. Die Methode muss vom Betriebssystem nicht atomar ausgeführt werden, und die tatsächliche Implementierung ist von der JVM und vom Betriebssystem abhängig.

Über renameTo() sollte noch ein Wort verloren werden: File-Objekte sind immutable, stehen also immer nur für genau eine Datei. Ändert sich der Dateiname, ist das File-Objekt ungültig, und es ist kein Zugriff mehr über dieses File-Objekt erlaubt. Auch wenn eine Laufzeitumgebung keine Exception auslöst, sind alle folgenden Ergebnisse von Anfragen unsinnig.


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16.1.5 Verzeichnisse listen und Dateien filtern  Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Um eine Verzeichnisanzeige oder einen Dateiauswahldialog zu programmieren, benötigen wir eine Liste von Dateien, die in einem Verzeichnis liegen. Ein Verzeichnis kann reine Dateien oder auch wieder Unterverzeichnisse besitzen. Die list()- und listFiles()-Methoden der Klasse File geben ein Feld von Zeichenketten mit Dateien und Verzeichnissen beziehungsweise ein Feld von File-Objekten mit den enthaltenen Elementen zurück.


class java.io.File
implements Serializable, Comparable<File>

  • File[] listFiles()
  • String[] list() Gibt eine Liste der Dateien in einem Verzeichnis als File-Array oder String-Array zurück. Das Feld enthält weder ».« noch »..«.

Beispiel Ein einfacher Directory-Befehl ist leicht mittels einiger Zeilen programmiert:

String[] entries = new File( "." ).list();
System.out.println( Arrays.toString(entries) );

Die einfache Methode list() liefert dabei nur relative Pfade, also einfach den Dateinamen oder den Verzeichnisnamen. Den absoluten Namen zu einer Dateiquelle müssen wir also erst zusammensetzen. Praktischer ist da schon die Methode listFiles(), da wir hier komplette File-Objekte bekommen, die ihre ganze Pfadangabe schon kennen. Wir können den Pfad mit getName() erfragen.

Dateien mit »FilenameFilter« und »FileFilter« nach Kriterien filtern

Ein Filter filtert aus den Dateinamen diejenigen heraus, die einem gesetzten Kriterium genügen. Eine Möglichkeit ist, nach den Endungen zu separieren. Doch auch komplexere Selektionen sind denkbar; so kann in die Datei hineingesehen werden, ob sie beispielsweise bestimmte Informationen am Dateianfang enthält. Besonders für Macintosh-Benutzer ist dies wichtig zu wissen, denn dort sind die Dateien nicht nach Endungen sortiert. Die Information liegt in den Dateien selbst. Windows versucht uns auch diese Dateitypen vorzuenthalten, von dieser Kennung hängt jedoch alles ab. Wer die Endung einer Grafikdatei schon einmal umbenannt hat, der weiß, warum Grafikprogramme aufgerufen werden. Von den Endungen hängt also sehr viel ab.

Sollen aus einer Liste von Dateien einige mit besonderen Eigenschaften herausgenommen werden, so müssen wir dies nicht selbst programmieren. Schlüssel hierzu ist die Schnittstelle FilenameFilter und FileFilter. Wenn wir etwas später den grafischen Dateiauswahldialog kennenlernen, so können wir dort auch den FilenameFilter einsetzen. [Leider hatte der Fehlerteufel seine Finger im Spiel, und der FilenameFilter funktioniert nicht, weil der FileSelector fehlerhaft ist. Obwohl die Funktionalität dokumentiert ist, findet sich unter der Bug-Nummer 4031440 kurz: »The main issue is that support for FilenameFilter in the FileDialog class was never implemented on any platform its not that theres a bug which needs to be fixed, but that theres no code to run nor was the design ever evaluated to see if it *could* be implemented on our target platforms.« ] Eine Filter-Klasse implementiert die Operation accept() so, dass alle von accept() angenommenen Dateien den Rückgabewert true liefern.


interface java.io.FileFilter

  • boolean accept( File pathname ) Muss true liefern, wenn die Datei pathname in die Ergebnisliste aufgenommen werden soll.

interface java.io.FilenameFilter

  • boolean accept( File dir, String name ) Muss true liefern, wenn die Datei mit dem Namennamen name im Verzeichnis dir in die Ergebnisliste soll.

Beim FilenameFilter empfängt accept() zwei Argumente, nämlich das Verzeichnis dir, in dem die Datei name liegt; und beim FileFilter enthält pathname die voll qualifizierte Datei schon direkt als File-Objekt. (Was für Dateien in einem Verzeichnis gilt, gilt ebenso für Unterverzeichnisse.) Im Fall von FileFilter liefert also pathname.getName() den Dateinamen.


Beispiel Wollen wir nur auf Textdateien reagieren, so geben wir ein true bei allen Dateien mit der Endung .txt zurück. Die anderen werden mit false abgelehnt.

Listing 16.3  com/tutego/insel/io/file/TxtFilenameFilter.java, TxtFilenameFilter

public class TxtFilenameFilter implements FilenameFilter {
  @Override public boolean accept( File f, String s ) {
    return new File(f, s).isFile() &&
           s.toLowerCase().endsWith( ".txt" );
  }
}

Exemplare der implementierenden Klassen werden der Methode list() bzw. listFiles() als Argument übergeben.


class java.io.File
implements Serializable, Comparable<File>

  • String[] list( FilenameFilter filter ) Wie list(), nur filtert ein spezielles FilenameFilter-Objekt Objekte heraus.
  • File[] listFiles( FilenameFilter filter ) Wie listFiles(), nur filtert ein spezielles FilenameFilter-Objekt Objekte heraus.
  • File[] listFiles( FileFilter filter ) Wie list(), nur filtert ein spezielles FileFilter-Objekt bestimmte Objekte heraus.

Nun können list() mit dem FilenameFilter und listFiles() mit dem FileFilter bzw. FilenameFilter aufgerufen werden. Die Methode erfragt zuerst alle Dateien und Unterverzeichnisse und ruft dann für jeden Eintrag die accept()-Methode auf. Bei der Rückgabe true nimmt die Auflist-Methode den Eintrag in eine interne Liste auf, die dann später als Feld zurückgegeben wird.


Beispiel Zur Implementierung von FilenameFilter und FileFilter bieten sich innere Klassen an. In einem Beispiel soll listFiles() nur Unterverzeichnisse von dir zurückliefern:

Listing 16.4  com/tutego/insel/io/file/SubDir.java, main() Ausschnitt

File[] subDirs = dir.listFiles( new FileFilter() {
  @Override public boolean accept( File d ) {
    return d.isDirectory();
  } } );

Dateien aus dem aktuellen Verzeichnis filtern

Wir können somit ein einfaches Verzeichnisprogramm programmieren, indem wir die Möglichkeiten von getProperty() und list() zu einem Beispiel zusammenfügen. Zusätzlich wollen wir nur Dateien mit der Endung .txt angezeigt bekommen:

Listing 16.5  com/tutego/insel/io/file/Dir.java, main()

File userdir = new File( System.getProperty("user.dir") );
System.out.println( userdir );

for ( File file : userdir.listFiles(new TxtFilenameFilter()) )
  System.out.println( file );

Hinweis Die zusätzliche Java-Bibliothek Apache Commons IO (http://jakarta.apache.org/commons/io/) bietet über das Paket org.apache.commons.io.filefilter vielfältige Datei-Filter, wie SuffixFileFilter oder WildcardFilter.



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16.1.6 Dateien berühren, neue Dateien anlegen, temporäre Dateien  Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Unter dem Unix-System gibt es das Shell-Kommando touch, das wir in einer einfachen Variante in Java umsetzen wollen. Das Programm berührt (engl. touch) eine Datei, indem der Zeitstempel auf das aktuelle Datum gesetzt wird. Wie beim Kommando touch soll unser Java-Programm über alle auf der Kommandozeile übergebenen Dateien gehen und sie berühren. Falls eine Datei nicht existiert, soll sie kurzerhand angelegt werden:

Listing 16.6  com/tutego/insel/io/file/Touch.java

package com.tutego.insel.io.file;

import java.io.*;

public class Touch
{
  public static void main( String[] args )
  {
    for ( String s : args )
    {
      File f = new File( s );

      if ( f.exists() )
      {
        if ( f.setLastModified( System.currentTimeMillis() ) )
          System.out.println( "Berührte " + s );
        else
          System.out.println( "Konnte nicht berühren " + s );
      }
      else
      {
        try
        {
          f.createNewFile();
          System.out.println( "Legte neue Datei an " + s );
        } catch ( IOException e ) { e.printStackTrace(); }
      }
    }
  }
}

Gibt setLastModified() den Wahrheitswert false zurück, so wissen wir, dass die Operation fehlschlug, und geben eine Informationsmeldung aus.


class java.io.File
implements Serializable, Comparable<File>

  • boolean createNewFile() throws IOException Legt atomar eine neue, leere Datei mit dem im File-Objekt gespeicherten Namen an, wenn eine Datei mit diesem Namen noch nicht existiert.
  • static File createTempFile( String prefix, String suffix ) throws IOException Legt eine neue Datei im temporären Verzeichnis an. Das Verzeichnis findet sich häufig unter einem Standard-Unix /tmp oder unter Windows C:\Dokumente und Einstellungen\ Benutzername\Lokale Einstellungen\Temp. Der Dateiname setzt sich aus einem benutzerdefinierten Präfix, einer Zufallsfolge und einem Suffix zusammen.
  • static File createTempFile( String prefix, String suffix, File directory ) throws IOException Legt eine neue Datei im gewünschten Verzeichnis an. Der Dateiname setzt sich aus einem benutzerdefinierten Präfix, einer Zufallsfolge und einem Suffix zusammen.

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16.1.7 Dateien und Verzeichnisse löschen  Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Mithilfe der Methode delete() auf einem File-Objekt lässt sich eine Datei oder ein Verzeichnis entfernen. Diese Methode löscht wirklich! Sie ist nicht so zu verstehen, dass sie true liefert, falls die Datei potenziell gelöscht werden kann. Konnte die Laufzeitumgebung delete() nicht ausführen, so sollte die Rückgabe false sein. Ein zu löschendes Verzeichnis muss leer sein, andernfalls kann das Verzeichnis nicht gelöscht werden. Unsere unten stehende Implementierung geht dieses Problem so an, dass sie rekursiv die Unterverzeichnisse löscht.


class java.io.File
implements Serializable, Comparable<File>

  • boolean delete() Löscht die Datei oder das leere Verzeichnis. Falls die Datei nicht gelöscht werden konnte, gibt es keine Ausnahme, sondern den Rückgabewert false.
  • void deleteOnExit() Löscht die Datei/das Verzeichnis, wenn die virtuelle Maschine korrekt beendet wird. Einmal vorgeschlagen, kann das Löschen nicht mehr rückgängig gemacht werden. Falls die JVM vorzeitig die Grätsche macht – Reinigungsfachkraft stolpert über Kabel –, kann natürlich die Datei möglicherweise noch immer nicht gelöscht sein, was insbesondere für temporäre Dateien, die über createTempFile() angelegt wurden, eventuell lästig wäre.

Hinweis Auf manchen Systemen liefert delete() die Rückgabe true, die Datei ist aber nicht gelöscht. Der Grund kann eine noch geöffnete Datei sein, mit der zum Beispiel ein Eingabestrom verbunden ist und die dadurch gelockt ist.


Rekursiv Verzeichnisse löschen

Die delete()-Methode operiert auf File-Objekten, die Dateien und auch Verzeichnisse repräsentieren. Doch wenn Verzeichnisse nicht leer sind, wird delete() nicht auch noch alle Dateien in diesem Verzeichnis inklusive aller Unterverzeichnisse löschen. Das muss von Hand erledigt werden, lässt sich aber in wenigen Programmcodezeilen rekursiv umsetzen. Eine eigene statische Methode deleteTree() soll einen Baum inklusive Unterverzeichnisse löschen. list() liefert ein Feld aller Elemente in dem Unterverzeichnis, und falls ein Element wiederum ein Verzeichnis ist, wird wieder deleteTree() auf diesem aufgerufen:

Listing 16.7  com/tutego/insel/io/file/DeleteTree.java

package com.tutego.insel.io.file;

import java.io.File;

public class DeleteTree
{
  public static void deleteTree( File path )
  {
    for ( File file : path.listFiles() )
    {
      if ( file.isDirectory() )
        deleteTree( file );
      else
        if ( ! file.delete() )
          System.err.println( file + " could not be deleted!" );
    }

    if ( ! path.delete() )
      System.err.println( path + " could not be deleted!" );
  }

  public static void main( String[] args )
  {
    deleteTree( new File("c:/ati/") );
  }
}

Tipp Das Beispiel beachtet den Rückgabetyp von delete() und meldet einen Fehler, wenn das Verzeichnis oder die Datei nicht gelöscht werden konnte. Das sollte jedes Programm machen, da delete() keine Ausnahme auslöst, wenn es schief ging.



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16.1.8 Verzeichnisse nach Dateien iterativ durchsuchen *  Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

In Kapitel 13, »Datenstrukturen und Algorithmen«, haben wir die Datenstrukturen List und Stack kennengelernt, die uns jetzt helfen sollen, ein Verzeichnis inklusive aller Unterverzeichnisse weiter nach unten zu gehen. Dabei sollen Dateien gefunden werden, deren Dateinamen auf regulären Ausdrücken »matchen«. Ein List-Objekt speichert bereits gefundene Dateien, und ein Stack-Objekt merkt sich via Tiefensuche das aktuelle Verzeichnis, in dem der Algorithmus gerade steht. Anders als bei DeleteTree nutzt diese Implementierung keine rekursiven Methodenaufrufe:

Listing 16.8  com/tutego/insel/io/file/FileFinder.java

package com.tutego.insel.io.file;

import java.io.*;
import java.util.*;
import java.util.regex.Pattern;

public class FileFinder
{
  public static List<File> find( String start, String extensionPattern )
  {
    List<File> files = new ArrayList<File>( 1024 );
    Stack<File> dirs = new Stack<File>();
    File startdir = new File( start );
    Pattern p = Pattern.compile( extensionPattern, Pattern.CASE_INSENSITIVE );

    if ( startdir.isDirectory() )
      dirs.push( startdir );

    while ( dirs.size() > 0 )
      for ( File file : dirs.pop().listFiles() )
        if ( file.isDirectory() )
          dirs.push( file );
        else
          if ( p.matcher(file.getName()).matches() )
            files.add( file );

    return files;
  }
}

Eine Nutzung der Utility-Methode ist einfach, wie etwa die folgenden Zeilen zeigen, um Dokumente mit den Dateiendungen .gif und .jpg zu finden:

Listing 16.9  com/tutego/insel/io/file/FileFinderDemo.java, main()

String path = new File( System.getProperty("user.dir") ).getParent();

System.out.println( "Suche im Pfad: " + path );

List<File> files = FileFinder.find( path, "(.*\\.gif$)|(.*\\.jpg$)" );

System.out.printf( "Fand %d Datei%s.%n",
                   files.size(), files.size() == 1 ? "" : "en" );

for ( File f : files )
  System.out.println( f.getAbsolutePath() );

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16.1.9 Wurzelverzeichnis, Laufwerksnamen, Plattenspeicher *  Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Die statische Methode listRoots() gibt ein Feld von File-Objekten zurück. Jeder Eintrag des Feldes repräsentiert eine Wurzel (engl. root) des Dateisystems. Dies macht es einfach, Programme zu schreiben, die etwa über dem Dateisystem eine Suche ausführen. Da es unter Unix nur eine Wurzel gibt, ist der Rückgabewert von File.listRoots() immer »/« – ein anderes Root gibt es nicht. Unter Windows wird es aber zu einem richtigen Feld, da es mehrere Wurzeln für die Partitionen oder logischen Laufwerke gibt. Die Wurzeln tragen Namen wie »A:« oder »Z:«. Dynamisch eingebundene Laufwerke, die etwa unter Unix mit mount integriert werden, oder Wechselfestplatten werden mit berücksichtigt. Die Liste wird immer dann aufgebaut, wenn listRoots() aufgerufen wird. Komplizierter ist es, wenn entfernte Dateibäume mittels NFS oder SMB eingebunden sind, weil es dann nicht darauf ankommt, ob das zuständige Programm eine Verbindung noch aktiv hält oder nicht. Denn nach einer abgelaufenen Zeit ohne Zugriff wird das Verzeichnis wieder aus der Liste genommen. Dies ist aber wieder sehr plattformabhängig.


Beispiel Gewünscht ist eine Liste der verfügbaren Wurzeln mit der Angabe, ob auf das Gerät eine Zugriffsmöglichkeit besteht. Ist unter Windows etwa ein Diskettenlaufwerk eingebunden, befindet sich aber keine Diskette im Schacht, dann ist das Gerät nicht bereit. Ein Diskettenlaufwerk taucht in der Liste auf, aber exists() liefert false.

Listing 16.10  com/tutego/insel/io/file/ListRoot.java. main()

for ( File root : File.listRoots() )
  System.out.println( root.getPath() + " ist " +
                      (root.exists() ? "" : "nicht ") + "bereit" );

Bei der Ausgabe mit System.out.println() entspricht root.getPath() einem root.to-String(). Da aber nicht unbedingt klar ist, dass toString() auf getPath() verweist, schreiben wir getPath() direkt.



class java.io.File
implements Serializable, Comparable<File>

  • static File[] listRoots() Liefert die verfügbaren Wurzeln der Dateisysteme oder null, falls keine Wurzeln festgestellt werden können. Jedes File-Objekt beschreibt eine Dateiwurzel. Es ist gewährleistet, dass alle kanonischen Pfadnamen mit einer der Wurzeln beginnen. Wurzeln, für die der SecurityManager den Zugriff verweigert, werden nicht aufgeführt. Das Feld ist leer aber nicht null, falls es keine Dateisystem-Wurzeln gibt.

Namen der Laufwerke

Die Namen der Laufwerksbuchstaben sind ein wenig versteckt, denn eine Methode zum Erfragen ist nicht bei der Klasse File zu finden. Zwar liefert listRoots() schon einen passenden Anfang, um unter Windows die Laufwerke preiszugeben, aber die Namen liefert erst getSystemDisplayName() des FileSystemView-Objekts. Die Klasse gehört zu Swing und dort zum Dateiauswahldialog.


Beispiel Zeige alle Laufwerksbuchstaben:

Listing 16.11  com/tutego/insel/io/file/SystemDisplayName.java. main()

FileSystemView view = FileSystemView.getFileSystemView();
for ( File f : File.listRoots() )
  System.out.println( view.getSystemDisplayName(f) );

Die Ausgabe ist bei mir:

WINDOWS (C:)
Daten (D:)
Share (S:)


abstract class javax.swing.filechooser.FileSystemView

  • static FileSystemView getFileSystemView() Statische Fabrikmethode, die ein Exemplar von FileSystemView liefert.
  • boolean isDrive( File dir ) boolean isFloppyDrive( File dir ) boolean isComputerNode( File dir ) Ist dir ein Laufwerk/Wechsellaufwerk/Netzwerk-Knoten?

FileSystemView hält noch andere gute Methoden bereit, wie getHomeDirectory() oder isTraversable(File f).

Freier Plattenspeicher

In Java 6 sind die Methoden getFreeSpace(), getUsableSpace() und getTotalSpace() zum Ermitteln des freien Plattenspeichers hinzugekommen:

Listing 16.12  com/tutego/insel/io/file/DiscSpace.java. main()

System.out.println( "Laufwerk  Total        Frei    Nutzbar" );
System.out.println( "--------------------------------------" );

for ( File dir : File.listRoots() )
  System.out.printf( "%s   %6d MB   %6d MB  %6d MB%n", dir,
                    dir.getTotalSpace() / (1024*1024),
                    dir.getFreeSpace() / (1024*1024),
                    dir.getUsableSpace() / (1024*1024) );

Die Ausgabe ist bei mir:

Drive    Total       Free    Usable
-----------------------------------
C:\   10001 MB    1467 MB   1467 MB
D:\   66283 MB   63477 MB  63477 MB
S:\   32145 MB    3194 MB   3194 MB

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16.1.10 URL- und URI-Objekte aus einem File-Objekt ableiten *  Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Da es bei URL-Objekten recht häufig vorkommt, dass eine Datei die Basis ist, wurde die Methode toURI() in die Klasse File aufgenommen, über die sich mit toURL() ein URL-Objekt aufbauen lässt (eine Methode toURL() gibt es auch, nur ist diese in Java 6 veraltet).

File f = new File( "C:/Dokumente und Einstellungen/" );
URL u = f.toURL();        // veraltet!
System.out.println( u );  // file:/C:/Dokumente und Einstellungen/
u = f.toURI().toURL();
System.out.println( u );  // file:/C:/Dokumente%20und%20Einstellungen/

class java.io.File
implements Serializable, Comparable<File>

  • URI toURI() Liefert ein URI-Objekt vom File-Objekt, über das toURL() ein URL-Objekt generiert.

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16.1.11 Mit Locking Dateien sperren *  topZur vorigen Überschrift

Damit eine Datei gegen konkurrierenden parallelen Zugriff geschützt ist, lässt sie sich über Locking absichern. Um einen Lock zu erwerben, ist die Klasse FileChannel und deren Methode lock() zu nutzen. Um zu testen, ob eine gegebene Datei gelockt ist, lässt sich tryLock() verwenden – etwa in folgender statischen Hilfsmethode:

Listing 16.13  com/tutego/insel/io/file/FileUtils.java, isLocked()

public static boolean isLocked( String filename )
{
  try
  {
    FileLock lock = new RandomAccessFile( filename, "r" ).getChannel().tryLock();
    lock.release(); // ignore ClosedChannelException
  }
  catch( IOException e ) {
     return false;
  }
  return true;
}

Hinweis Unter Unix-Systemen gibt es kein eindeutig vorgeschriebenes Verfahren zum File-Locking [Zum Beispiel mit dem Alleskönner fcntl() aus dem POSIX-Standard oder flock() von 4.2 BSD.], sodass Oracle das Sperren bisher nur so umsetzt, dass zwei Java-Programme sich gegenseitig nicht in die Quere kommen, es aber sein kann, dass ein anderes Unix-Programm diesen Lock nicht respektiert. So kann unter Unix eine Datei von mehreren Seiten gelesen werden, selbst wenn ein Java-Programm sie aktuell beschreibt. Auch kann eine Datei auf dem Dateisystem gelöscht werden, selbst wenn das Java-Programm sie noch offen hält. Das Windows-Betriebssystem unterstützt hingegen Locks. Wenn ein Prozess keinen Lock auf die Datei besitzt, kann der Prozess die Datei auch nicht lesen.




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