正文
前言
我们知道不同的操作系统有各自的文件系统，这些文件系统又存在很多差异，而Java 因为是跨平台的，所以它必须要统一处理这些不同平台文件系统之间的差异，才能往上提供统一的入口。
关于FileSystem类
JDK 里面抽象出了一个 FileSystem 来表示文件系统，不同的操作系统通过继承该类实现各自的文件系统，比如 Windows NT/2000 操作系统则为 WinNTFileSystem，而 unix-like 操作系统为 UnixFileSystem。
需要注意的一点是，WinNTFileSystem类 和 UnixFileSystem类并不是在同一个 JDK 里面，也就是说它们是分开的，你只能在 Windows 版本的 JDK 中找到 WinNTFileSystem，而在 unix-like 版本的 JDK 中找到 UnixFileSystem，同样地，其他操作系统也有自己的文件系统实现类。
这里分成两个系列分析 JDK 对两种（Windows 和 unix-like ）操作系统的文件系统的实现类，前面已经讲了 Windows操作系统，对应为 WinNTFileSystem 类。这里接着讲 unix-like 操作系统，对应为 UnixFileSystem 类。篇幅所限，分为上中下篇，此为上篇。
继承结构
--java.lang.Object
--java.io.FileSystem
--java.io.UnixFileSystem
类定义
class UnixFileSystem extends FileSystem
主要属性
-
slash 表示斜杠符号。
-
colon 表示冒号符号。
-
javaHome 表示Java Home目录。
-
cache 用于缓存标准路径。
-
javaHomePrefixCache 用于缓存标准路径前缀。
private final char slash;
private final char colon;
private final String javaHome;
private ExpiringCache cache = new ExpiringCache();
private ExpiringCache javaHomePrefixCache = new ExpiringCache();
主要方法
构造方法
构造方法很简答，直接从 System 中获取到 Properties ，然后再分别根据 file.separator 、 path.separator 和 java.home 获取对应的属性值并赋给 UnixFileSystem 对象的属性。
public UnixFileSystem() {
Properties props = GetPropertyAction.privilegedGetProperties();
slash = props.getProperty("file.separator").charAt(0);
colon = props.getProperty("path.separator").charAt(0);
javaHome = props.getProperty("java.home");
}
其中的
GetPropertyAction.privilegedGetProperties()
其实就是
System.getProperties()
，这里只是将安全管理器相关的处理抽离出来而已。
public static Properties privilegedGetProperties() {
if (System.getSecurityManager() == null) {
return System.getProperties();
} else {
return AccessController.doPrivileged(
new PrivilegedAction<Properties>() {
public Properties run() {
return System.getProperties();
}
}
);
}
}
normalize方法
该方法主要是对路径进行标准化， unix-like 的路径标准化可比 Windows 简单，不像 Windows 情况复杂且还要调用本地方法处理。
有两个 normalize 方法，第一个 normalize 方法主要是负责检查路径是否标准，如果不是标准的则要传入第二个 normalize 方法进行标准化处理。而判断路径是否标准的逻辑主要有两个，
-
路径中是否有连着2个以上
/
。
-
路径是否以
/
结尾。
public String normalize(String pathname) {
int n = pathname.length();
char prevChar = 0;
for (int i = 0; i < n; i++) {
char c = pathname.charAt(i);
if ((prevChar == '/') && (c == '/'))
return normalize(pathname, n, i - 1);
prevChar = c;
}
if (prevChar == '/') return normalize(pathname, n, n - 1);
return pathname;
}
进入到路径标准处理后的逻辑如下，
-
长度为0则直接返回传入的路径。
-
用 while 循环从尾部向前搜索
/
，主要作用是去掉尾部多余的斜杠，如果全部都是
/
（比如
///////
）则直接返回
/
。
-
off 变量表示偏移量，这个是由第一个 normalize 方法遍历得出的，此变量前面的路径表示符合标准化要求，无需再做标准化处理。直接截取其前面的字符串。
-
用 for 循环处理剩下的路径，遇到连着两个
/
则直接跳过，这个其实就是只保留一个
/
。
private String normalize(String pathname, int len, int off) {
if (len == 0) return pathname;
int n = len;
while ((n > 0) && (pathname.charAt(n - 1) == '/')) n--;
if (n == 0) return "/";
StringBuilder sb = new StringBuilder(pathname.length());
if (off > 0) sb.append(pathname, 0, off);
char prevChar = 0;
for (int i = off; i < n; i++) {
char c = pathname.charAt(i);
if ((prevChar == '/') && (c == '/')) continue;
sb.append(c);
prevChar = c;
}
return sb.toString();
}
prefixLength方法
该方法用于返回路径前缀长度，对于传进来的标准路径，以
/
开始则返回1，否则返回0。
public int prefixLength(String pathname) {
if (pathname.length() == 0) return 0;
return (pathname.charAt(0) == '/') ? 1 : 0;
}
resolve方法
有两个 resolve 方法，第一个方法用于合并父路径和子路径得到一个新的路径，逻辑为，
-
如果子路径为空则直接返回父路径。
-
在子路径以
/
开头的情况下，如果父路径为
/
则直接返回子路径，否则则返回父路径+子路径。
-
如果父路径为
/
则返回父路径+子路径。
-
以上都不是则返回父路径+
/
+子路径。
public String resolve(String parent, String child) {
if (child.equals("")) return parent;
if (child.charAt(0) == '/') {
if (parent.equals("/")) return child;
return parent + child;
}
if (parent.equals("/")) return parent + child;
return parent + '/' + child;
}
public String resolve(File f) {
if (isAbsolute(f)) return f.getPath();
return resolve(System.getProperty("user.dir"), f.getPath());
}
第二个 resolve 方法用于兼容处理 File 对象，逻辑是，
-
如果是绝对路径则直接返回 File 对象的路径。
-
否则则从 System 中获取
user.dir
属性值作为父路径，然后 File 对象对应的路径作为子路径，再调用第一个 resolve 方法合并父路径和子路径。
getDefaultParent方法
该方法获取默认父路径，直接返回
/
。
public String getDefaultParent() {
return "/";
}
fromURIPath方法
该方法主要是格式化路径。主要逻辑是完成类似以下的转换处理：
-
/root/
-->
/root
。
-
但是
/
-->
/
，这是通过长度来限制的，即当长度超过1时才会去掉尾部的
/
。
public String fromURIPath(String path) {
String p = path;
if (p.endsWith("/") && (p.length() > 1)) {
p = p.substring(0, p.length() - 1);
}
return p;
}
isAbsolute方法
该方法判断 File 对象是否为绝对路径，直接根据 File 类的 getPrefixLength 方法获取前缀长度是否为0作为判断条件，该方法最终就是调用该类的 prefixLength 方法，有前缀就说明是绝对路径。
public boolean isAbsolute(File f) {
return (f.getPrefixLength() != 0);
}
canonicalize方法
该方法用来标准化某路径，标准路径不仅是一个绝对路径而且还是唯一的路径，而且标准的定义是依赖于操作系统的。比较典型的就是处理包含"."或".."的路径，还有符号链接等。下面看 unix-like 操作系统如何标准化路径：
-
如果不使用缓存则直接调用 canonicalize0 本地方法获取标准化路径。
-
如果使用了缓存则在缓存中查找，存在则直接返回，否则先调用 canonicalize0 本地方法获取标准化路径，再将路径放进缓存中。
-
另外，还提供了前缀缓存可以使用，它缓存了标准路径的父目录，这样就可以节省了前缀部分的处理，前缀缓存的逻辑也是第一次标准化后将其缓存起来，下次则可从前缀缓存中查询。
-
使用前缀缓存这里有一个条件，就是必须是在Java Home目录下的文件才能被缓存，否则不予许。前缀缓存的使用节省了一些工作，提高效率。
public String canonicalize(String path) throws IOException {
if (!useCanonCaches) {
return canonicalize0(path);
} else {
String res = cache.get(path);
if (res == null) {
String dir = null;
String resDir = null;
if (useCanonPrefixCache) {
dir = parentOrNull(path);
if (dir != null) {
resDir = javaHomePrefixCache.get(dir);
if (resDir != null) {
String filename = path.substring(1 + dir.length());
res = resDir + slash + filename;
cache.put(dir + slash + filename, res);
}
}
}
if (res == null) {
res = canonicalize0(path);
cache.put(path, res);
if
