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背景

在研究規(guī)則引擎時，如果規(guī)則以文件的形式存儲，那么就需要監(jiān)聽指定的目錄或文件來感知規(guī)則是否變化，進而進行加載。當然，在其他業(yè)務場景下，比如想實現配置文件的動態(tài)加載、日志文件的監(jiān)聽、FTP文件變動監(jiān)聽等都會遇到類似的場景。

本文給大家提供三種解決方案，并分析其中的利弊，建議收藏，以備不時之需。

方案一：定時任務 + File#lastModified

這個方案是最簡單，最能直接想到的解決方案。通過定時任務，輪訓查詢文件的最后修改時間，與上一次進行對比。如果發(fā)生變化，則說明文件已經修改，進行重新加載或對應的業(yè)務邏輯處理。

在上篇文章《JDK的一個Bug，監(jiān)聽文件變更要小心了》中已經編寫了具體的實例，并且也提出了其中的不足。

這里再把實例代碼貼出來：

public?class?FileWatchDemo?{

?/**
??*?上次更新時間
??*/
?public?static?long?LAST_TIME?=?0L;

?public?static?void?main(String[]?args)?throws?IOException?{

??String?fileName?=?"/Users/zzs/temp/1.txt";
??//?創(chuàng)建文件，僅為實例，實踐中由其他程序觸發(fā)文件的變更
??createFile(fileName);

??//?執(zhí)行2次
??for?(int?i?=?0;?i????long?timestamp?=?readLastModified(fileName);
???if?(timestamp?!=?LAST_TIME)?{
????System.out.println("文件已被更新："?+?timestamp);
????LAST_TIME?=?timestamp;
????//?重新加載，文件內容
???}?else?{
????System.out.println("文件未更新");
???}
??}
?}

?public?static?void?createFile(String?fileName)?throws?IOException?{
??File?file?=?new?File(fileName);
??if?(!file.exists())?{
???boolean?result?=?file.createNewFile();
???System.out.println("創(chuàng)建文件："?+?result);
??}
?}

?public?static?long?readLastModified(String?fileName)?{
??File?file?=?new?File(fileName);
??return?file.lastModified();
?}
}

對于文件低頻變動的場景，這種方案實現簡單，基本上可以滿足需求。不過像上篇文章中提到的那樣，需要注意Java 8和Java 9中File#lastModified的Bug問題。

但該方案如果用在文件目錄的變化上，缺點就有些明顯了，比如：操作頻繁，效率都損耗在遍歷、保存狀態(tài)、對比狀態(tài)上了，無法充分利用OS的功能。

方案二：WatchService

在Java 7中新增了java.nio.file.WatchService，通過它可以實現文件變動的監(jiān)聽。WatchService是基于操作系統的文件系統監(jiān)控器，可以監(jiān)控系統所有文件的變化，無需遍歷、無需比較，是一種基于信號收發(fā)的監(jiān)控，效率高。

public?class?WatchServiceDemo?{

?public?static?void?main(String[]?args)?throws?IOException?{
??//?這里的監(jiān)聽必須是目錄
??Path?path?=?Paths.get("/Users/zzs/temp/");
??//?創(chuàng)建WatchService，它是對操作系統的文件監(jiān)視器的封裝，相對之前，不需要遍歷文件目錄，效率要高很多
??WatchService?watcher?=?FileSystems.getDefault().newWatchService();
??//?注冊指定目錄使用的監(jiān)聽器，監(jiān)視目錄下文件的變化；
??// PS：Path必須是目錄，不能是文件；
??//?StandardWatchEventKinds.ENTRY_MODIFY，表示監(jiān)視文件的修改事件
??path.register(watcher,?StandardWatchEventKinds.ENTRY_MODIFY);

??//?創(chuàng)建一個線程，等待目錄下的文件發(fā)生變化
??try?{
???while?(true)?{
????//?獲取目錄的變化:
????// take()是一個阻塞方法，會等待監(jiān)視器發(fā)出的信號才返回。
????//?還可以使用watcher.poll()方法，非阻塞方法，會立即返回當時監(jiān)視器中是否有信號。
????//?返回結果WatchKey，是一個單例對象，與前面的register方法返回的實例是同一個；
????WatchKey?key?=?watcher.take();
????//?處理文件變化事件：
????// key.pollEvents()用于獲取文件變化事件，只能獲取一次，不能重復獲取，類似隊列的形式。
????for?(WatchEvent?event?:?key.pollEvents())?{
?????// event.kind()：事件類型
?????if?(event.kind()?==?StandardWatchEventKinds.OVERFLOW)?{
??????//事件可能lost?or?discarded
??????continue;
?????}
?????//?返回觸發(fā)事件的文件或目錄的路徑（相對路徑）
?????Path?fileName?=?(Path)?event.context();
?????System.out.println("文件更新:?"?+?fileName);
????}
????//?每次調用WatchService的take()或poll()方法時需要通過本方法重置
????if?(!key.reset())?{
?????break;
????}
???}
??}?catch?(Exception?e)?{
???e.printStackTrace();
??}
?}
}

上述demo展示了WatchService的基本使用方式，注解部分也說明了每個API的具體作用。

通過WatchService監(jiān)聽文件的類型也變得更加豐富：

ENTRY_CREATE 目標被創(chuàng)建
ENTRY_DELETE 目標被刪除
ENTRY_MODIFY 目標被修改
OVERFLOW 一個特殊的Event，表示Event被放棄或者丟失

如果查看WatchService實現類（PollingWatchService）的源碼，會發(fā)現，本質上就是開啟了一個獨立的線程來監(jiān)控文件的變化：

PollingWatchService()?{
????????//?TBD:?Make?the?number?of?threads?configurable
????????scheduledExecutor?=?Executors
????????????.newSingleThreadScheduledExecutor(new?ThreadFactory()?{
?????????????????@Override
?????????????????public?Thread?newThread(Runnable?r)?{
?????????????????????Thread?t?=?new?Thread(null,?r,?"FileSystemWatcher",?0,?false);
?????????????????????t.setDaemon(true);
?????????????????????return?t;
?????????????????}});
????}

也就是說，本來需要我們手動實現的部分，也由WatchService內部幫我們完成了。

如果你編寫一個demo，進行驗證時，會很明顯的感覺到WatchService監(jiān)控文件的變化并不是實時的，有時候要等幾秒才監(jiān)聽到文件的變化。以實現類PollingWatchService為例，查看源碼，可以看到如下代碼：

void?enable(Set>?var1,?long?var2)?{
????????????synchronized(this)?{
????????????????this.events?=?var1;
????????????????Runnable?var5?=?new?Runnable()?{
????????????????????public?void?run()?{
????????????????????????PollingWatchKey.this.poll();
????????????????????}
????????????????};
????????????????this.poller?=?PollingWatchService.this.scheduledExecutor.scheduleAtFixedRate(var5,?var2,?var2,?TimeUnit.SECONDS);
????????????}
????????}

也就是說監(jiān)聽器由按照固定時間間隔的調度器來控制的，而這個時間間隔在SensitivityWatchEventModifier類中定義：

public?enum?SensitivityWatchEventModifier?implements?Modifier?{
????HIGH(2),
????MEDIUM(10),
????LOW(30);
??//?...
}

該類提供了3個級別的時間間隔，分別為2秒、10秒、30秒，默認值為10秒。這個時間間隔可以在path#register時進行傳遞：

path.register(watcher,?new?WatchEvent.Kind[]{StandardWatchEventKinds.ENTRY_MODIFY},
????SensitivityWatchEventModifier.HIGH);

相對于方案一，實現起來簡單，效率高。不足的地方也很明顯，只能監(jiān)聽當前目錄下的文件和目錄，不能監(jiān)視子目錄，而且我們也看到監(jiān)聽只能算是準實時的，而且監(jiān)聽時間只能取API默認提供的三個值。

該API在Stack Overflow上也有人提出Java 7在Mac OS下有延遲的問題，甚至涉及到Windows和Linux系統，筆者沒有進行其他操作系統的驗證，如果你遇到類似的問題，可參考對應的文章，尋求解決方案：https://blog.csdn.net/claram/article/details/97919664 。

方案三：Apache Commons-IO

方案一我們自己來實現，方案二借助于JDK的API來實現，方案三便是借助于開源的框架來實現，這就是幾乎每個項目都會引入的commons-io類庫。

引入相應依賴：


?commons-io
?commons-io
?2.7

注意，不同的版本需要不同的JDK支持，2.7需要Java 8及以上版本。

commons-io對實現文件監(jiān)聽的實現位于org.apache.commons.io.monitor包下，基本使用流程如下：

自定義文件監(jiān)聽類并繼承 FileAlterationListenerAdaptor 實現對文件與目錄的創(chuàng)建、修改、刪除事件的處理；
自定義文件監(jiān)控類，通過指定目錄創(chuàng)建一個觀察者 FileAlterationObserver；
向監(jiān)視器添加文件系統觀察器，并添加文件監(jiān)聽器；
調用并執(zhí)行。

第一步：創(chuàng)建文件監(jiān)聽器。根據需要在不同的方法內實現對應的業(yè)務邏輯處理。

public?class?FileListener?extends?FileAlterationListenerAdaptor?{

?@Override
?public?void?onStart(FileAlterationObserver?observer)?{
??super.onStart(observer);
??System.out.println("onStart");
?}

?@Override
?public?void?onDirectoryCreate(File?directory)?{
??System.out.println("新建："?+?directory.getAbsolutePath());
?}

?@Override
?public?void?onDirectoryChange(File?directory)?{
??System.out.println("修改："?+?directory.getAbsolutePath());
?}

?@Override
?public?void?onDirectoryDelete(File?directory)?{
??System.out.println("刪除："?+?directory.getAbsolutePath());
?}

?@Override
?public?void?onFileCreate(File?file)?{
??String?compressedPath?=?file.getAbsolutePath();
??System.out.println("新建："?+?compressedPath);
??if?(file.canRead())?{
???//?TODO?讀取或重新加載文件內容
???System.out.println("文件變更，進行處理");
??}
?}

?@Override
?public?void?onFileChange(File?file)?{
??String?compressedPath?=?file.getAbsolutePath();
??System.out.println("修改："?+?compressedPath);
?}

?@Override
?public?void?onFileDelete(File?file)?{
??System.out.println("刪除："?+?file.getAbsolutePath());
?}

?@Override
?public?void?onStop(FileAlterationObserver?observer)?{
??super.onStop(observer);
??System.out.println("onStop");
?}
}

第二步：封裝一個文件監(jiān)控的工具類，核心就是創(chuàng)建一個觀察者FileAlterationObserver，將文件路徑Path和監(jiān)聽器FileAlterationListener進行封裝，然后交給FileAlterationMonitor。

public?class?FileMonitor?{

?private?FileAlterationMonitor?monitor;

?public?FileMonitor(long?interval)?{
??monitor?=?new?FileAlterationMonitor(interval);
?}

?/**
??*?給文件添加監(jiān)聽
??*
??*?@param?path?????文件路徑
??*?@param?listener?文件監(jiān)聽器
??*/
?public?void?monitor(String?path,?FileAlterationListener?listener)?{
??FileAlterationObserver?observer?=?new?FileAlterationObserver(new?File(path));
??monitor.addObserver(observer);
??observer.addListener(listener);
?}

?public?void?stop()?throws?Exception?{
??monitor.stop();
?}

?public?void?start()?throws?Exception?{
??monitor.start();

?}
}

第三步：調用并執(zhí)行：

public?class?FileRunner?{

?public?static?void?main(String[]?args)?throws?Exception?{
??FileMonitor?fileMonitor?=?new?FileMonitor(1000);
??fileMonitor.monitor("/Users/zzs/temp/",?new?FileListener());
??fileMonitor.start();
?}
}

執(zhí)行程序，會發(fā)現每隔1秒輸入一次日志。當文件發(fā)生變更時，也會打印出對應的日志：

onStart
修改：/Users/zzs/temp/1.txt
onStop
onStart
onStop

當然，對應的監(jiān)聽時間間隔，可以通過在創(chuàng)建FileMonitor時進行修改。

該方案中監(jiān)聽器本身會啟動一個線程定時處理。在每次運行時，都會先調用事件監(jiān)聽處理類的onStart方法，然后檢查是否有變動，并調用對應事件的方法；比如，onChange文件內容改變，檢查完后，再調用onStop方法，釋放當前線程占用的CPU資源，等待下次間隔時間到了被再次喚醒運行。

監(jiān)聽器是基于文件目錄為根源的，也可以可以設置過濾器，來實現對應文件變動的監(jiān)聽。過濾器的設置可查看FileAlterationObserver的構造方法：

public?FileAlterationObserver(String?directoryName,?FileFilter?fileFilter,?IOCase?caseSensitivity)?{
????this(new?File(directoryName),?fileFilter,?caseSensitivity);
}