面试题：Java NIO.2中目录流遍历的性能优化及异常处理

Question

在Java NIO.2中，使用DirectoryStream遍历目录下的所有文件和子目录。要求在遍历过程中，实现对大目录结构的高效遍历，避免内存溢出等性能问题，并且要妥善处理在遍历过程中可能出现的I/O异常、权限异常等各类异常情况。请设计一个完整的实现方案，并详细说明设计思路以及关键代码片段。

Answer 1

设计思路

1. 使用DirectoryStream：DirectoryStream是Java NIO.2中用于遍历目录内容的接口，它可以以流的方式逐个读取目录项，避免一次性加载大量数据到内存，从而防止内存溢出。
2. 递归遍历子目录：为了遍历所有子目录，采用递归方式处理每个子目录。
3. 异常处理：使用try-catch块捕获并处理在遍历过程中可能出现的IOException（包括权限异常等I/O相关异常）。

关键代码片段

import java.io.IOException;
import java.nio.file.DirectoryStream;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;

public class DirectoryTraversal {

    public static void traverseDirectory(Path directory) {
        try (DirectoryStream<Path> stream = Files.newDirectoryStream(directory)) {
            for (Path entry : stream) {
                if (Files.isDirectory(entry)) {
                    traverseDirectory(entry);
                } else {
                    System.out.println(entry);
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            // 处理I/O异常和权限异常等
            System.err.println("Error accessing directory: " + e.getMessage());
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Path startDirectory = Paths.get("/your/directory/path");
        traverseDirectory(startDirectory);
    }
}

代码说明

1. traverseDirectory方法：
   • 使用try-with-resources语句打开DirectoryStream，确保流在使用完毕后正确关闭。
   • 遍历DirectoryStream中的每个Path。
   • 如果Path指向一个目录，则递归调用traverseDirectory方法继续遍历该子目录。
   • 如果Path指向一个文件，则打印该文件的路径。
2. main方法：
   • 创建起始目录的Path对象，并调用traverseDirectory方法开始遍历。
3. 异常处理：在catch块中捕获IOException，并打印错误信息，以处理遍历过程中可能出现的各类I/O相关异常，包括权限异常。