面试题：Java管理文件和目录类在分布式环境下的应用

整体架构设计

文件服务器：负责存储所有文件的主副本，提供文件的读写接口。
节点：每个节点都有自己的本地文件存储，需要与文件服务器进行文件同步。
同步管理器：在每个节点上运行，负责协调本地文件与文件服务器之间的同步操作。

同步策略

增量同步：计算本地文件和服务器文件的差异，只同步有变化的部分。这可以通过比较文件的修改时间、文件大小或者使用哈希值来实现。
全量同步：将本地文件全部删除，然后从服务器重新下载所有文件。适用于首次同步或者节点数据严重不一致的情况。

处理异常情况

节点故障：当某个节点发生故障时，文件服务器和其他节点可以通过心跳机制检测到。在故障节点恢复后，可以进行一次全量同步，确保数据的一致性。
网络中断：同步管理器可以记录同步进度，当网络恢复后，从上次中断的地方继续进行同步。

关键代码片段

计算文件哈希值（用于增量同步）

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.security.MessageDigest;

public class FileHashUtil {
    public static String calculateHash(File file) throws Exception {
        MessageDigest digest = MessageDigest.getInstance("SHA-256");
        try (FileInputStream fis = new FileInputStream(file)) {
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int length;
            while ((length = fis.read(buffer)) != -1) {
                digest.update(buffer, 0, length);
            }
        }
        byte[] hashBytes = digest.digest();
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (byte b : hashBytes) {
            sb.append(String.format("%02x", b));
        }
        return sb.toString();
    }
}

同步文件方法

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;

public class FileSynchronizer {
    private static final String SERVER_ADDRESS = "127.0.0.1";
    private static final int SERVER_PORT = 12345;

    public static void synchronizeFile(File localFile, String serverFilePath) {
        try (Socket socket = new Socket(SERVER_ADDRESS, SERVER_PORT)) {
            OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
            outputStream.write(("SYNC " + serverFilePath).getBytes());
            outputStream.write('\n');

            if (localFile.exists()) {
                String localHash = FileHashUtil.calculateHash(localFile);
                outputStream.write(localHash.getBytes());
                outputStream.write('\n');
                outputStream.flush();

                InputStream inputStream = socket.getInputStream();
                byte[] buffer = new byte[1024];
                int length;
                File tempFile = File.createTempFile("sync", null);
                try (FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(tempFile)) {
                    while ((length = inputStream.read(buffer)) != -1) {
                        fileOutputStream.write(buffer, 0, length);
                    }
                }
                String serverHash = FileHashUtil.calculateHash(tempFile);
                if (!localHash.equals(serverHash)) {
                    try (FileOutputStream finalOutputStream = new FileOutputStream(localFile)) {
                        try (FileInputStream tempInputStream = new FileInputStream(tempFile)) {
                            while ((length = tempInputStream.read(buffer)) != -1) {
                                finalOutputStream.write(buffer, 0, length);
                            }
                        }
                    }
                }
                tempFile.delete();
            } else {
                outputStream.write("NONE".getBytes());
                outputStream.write('\n');
                outputStream.flush();

                InputStream inputStream = socket.getInputStream();
                try (FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(localFile)) {
                    byte[] buffer = new byte[1024];
                    int length;
                    while ((length = inputStream.read(buffer)) != -1) {
                        fileOutputStream.write(buffer, 0, length);
                    }
                }
            }
        } catch (IOException | Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

设计原理

文件哈希计算：通过计算文件的哈希值，能够准确判断文件内容是否发生变化，从而实现增量同步。
网络通信：使用Socket进行节点与服务器之间的通信，发送同步请求和文件数据。
临时文件：在同步过程中使用临时文件存储从服务器接收的数据，方便比较哈希值，确保数据完整无误后再替换本地文件。

星途面试题库

面试题：Java管理文件和目录类在分布式环境下的应用

知识考点

面试题答案

整体架构设计

同步策略

处理异常情况

关键代码片段

设计原理