Java实现监听文件变化的三种方法，推荐第三种

背景

在研究规则引擎时，如果规则以文件的形式存储，那么就需要监听指定的目录或文件来感知规则是否变化，进而进行加载。当然，在其他业务场景下，比如想实现配置文件的动态加载、日志文件的监听、FTP文件变动监听等都会遇到类似的场景。

本文给大家提供三种解决方案，并分析其中的利弊，建议收藏，以备不时之需。

方案一：定时任务 + File#lastModified

这个方案是最简单，最能直接想到的解决方案。通过定时任务，轮训查询文件的最后修改时间，与上一次进行对比。如果发生变化，则说明文件已经修改，进行重新加载或对应的业务逻辑处理。

在上篇文章《JDK的一个Bug，监听文件变更要小心了》中已经编写了具体的实例，并且也提出了其中的不足。

这里再把实例代码贴出来：

public class FileWatchDemo {/*** 上次更新时间*/public static long LAST_TIME = 0L;public static void main(String[] args) throws IOException {String fileName = "/Users/zzs/temp/1.txt";// 创建文件，仅为实例，实践中由其他程序触发文件的变更createFile(fileName);// 执行2次for (int i = 0; i < 2; i++) {long timestamp = readLastModified(fileName);if (timestamp != LAST_TIME) {System.out.println("文件已被更新：" + timestamp);LAST_TIME = timestamp;// 重新加载，文件内容} 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("创建文件：" + result);}}public static long readLastModified(String fileName) {File file = new File(fileName);return file.lastModified();}
}

对于文件低频变动的场景，这种方案实现简单，基本上可以满足需求。不过像上篇文章中提到的那样，需要注意Java 8和Java 9中File#lastModified的Bug问题。

但该方案如果用在文件目录的变化上，缺点就有些明显了，比如：操作频繁，效率都损耗在遍历、保存状态、对比状态上了，无法充分利用OS的功能。

方案二：WatchService

在Java 7中新增了java.nio.file.WatchService，通过它可以实现文件变动的监听。WatchService是基于操作系统的文件系统监控器，可以监控系统所有文件的变化，无需遍历、无需比较，是一种基于信号收发的监控，效率高。

public class WatchServiceDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {// 这里的监听必须是目录Path path = Paths.get("/Users/zzs/temp/");// 创建WatchService，它是对操作系统的文件监视器的封装，相对之前，不需要遍历文件目录，效率要高很多WatchService watcher = FileSystems.getDefault().newWatchService();// 注册指定目录使用的监听器，监视目录下文件的变化；// PS：Path必须是目录，不能是文件；// StandardWatchEventKinds.ENTRY_MODIFY，表示监视文件的修改事件path.register(watcher, StandardWatchEventKinds.ENTRY_MODIFY);// 创建一个线程，等待目录下的文件发生变化try {while (true) {// 获取目录的变化:// take()是一个阻塞方法，会等待监视器发出的信号才返回。// 还可以使用watcher.poll()方法，非阻塞方法，会立即返回当时监视器中是否有信号。// 返回结果WatchKey，是一个单例对象，与前面的register方法返回的实例是同一个；WatchKey key = watcher.take();// 处理文件变化事件：// key.pollEvents()用于获取文件变化事件，只能获取一次，不能重复获取，类似队列的形式。for (WatchEvent<?> event : key.pollEvents()) {// event.kind()：事件类型if (event.kind() == StandardWatchEventKinds.OVERFLOW) {//事件可能lost or discardedcontinue;}// 返回触发事件的文件或目录的路径（相对路径）Path fileName = (Path) event.context();System.out.println("文件更新: " + fileName);}// 每次调用WatchService的take()或poll()方法时需要通过本方法重置if (!key.reset()) {break;}}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}
}

上述demo展示了WatchService的基本使用方式，注解部分也说明了每个API的具体作用。

通过WatchService监听文件的类型也变得更加丰富：

ENTRY_CREATE 目标被创建
ENTRY_DELETE 目标被删除
ENTRY_MODIFY 目标被修改
OVERFLOW 一个特殊的Event，表示Event被放弃或者丢失

如果查看WatchService实现类（PollingWatchService）的源码，会发现，本质上就是开启了一个独立的线程来监控文件的变化：

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

也就是说，本来需要我们手动实现的部分，也由WatchService内部帮我们完成了。

如果你编写一个demo，进行验证时，会很明显的感觉到WatchService监控文件的变化并不是实时的，有时候要等几秒才监听到文件的变化。以实现类PollingWatchService为例，查看源码，可以看到如下代码：

void enable(Set<? extends Kind<?>> 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);}}

也就是说监听器由按照固定时间间隔的调度器来控制的，而这个时间间隔在SensitivityWatchEventModifier类中定义：

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

该类提供了3个级别的时间间隔，分别为2秒、10秒、30秒，默认值为10秒。这个时间间隔可以在path#register时进行传递：

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

相对于方案一，实现起来简单，效率高。不足的地方也很明显，只能监听当前目录下的文件和目录，不能监视子目录，而且我们也看到监听只能算是准实时的，而且监听时间只能取API默认提供的三个值。

该API在Stack Overflow上也有人提出Java 7在Mac OS下有延迟的问题，甚至涉及到Windows和Linux系统，笔者没有进行其他操作系统的验证，如果你遇到类似的问题，可参考对应的文章，寻求解决方案：https://blog.csdn.net/claram/article/details/97919664 。

方案三：Apache Commons-IO

方案一我们自己来实现，方案二借助于JDK的API来实现，方案三便是借助于开源的框架来实现，这就是几乎每个项目都会引入的commons-io类库。

引入相应依赖：

<dependency><groupId>commons-io</groupId><artifactId>commons-io</artifactId><version>2.7</version>
</dependency>

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对实现文件监听的实现位于org.apache.commons.io.monitor包下，基本使用流程如下：

自定义文件监听类并继承 FileAlterationListenerAdaptor 实现对文件与目录的创建、修改、删除事件的处理；
自定义文件监控类，通过指定目录创建一个观察者 FileAlterationObserver；
向监视器添加文件系统观察器，并添加文件监听器；
调用并执行。

第一步：创建文件监听器。根据需要在不同的方法内实现对应的业务逻辑处理。

public class FileListener extends FileAlterationListenerAdaptor {@Overridepublic void onStart(FileAlterationObserver observer) {super.onStart(observer);System.out.println("onStart");}@Overridepublic void onDirectoryCreate(File directory) {System.out.println("新建：" + directory.getAbsolutePath());}@Overridepublic void onDirectoryChange(File directory) {System.out.println("修改：" + directory.getAbsolutePath());}@Overridepublic void onDirectoryDelete(File directory) {System.out.println("删除：" + directory.getAbsolutePath());}@Overridepublic void onFileCreate(File file) {String compressedPath = file.getAbsolutePath();System.out.println("新建：" + compressedPath);if (file.canRead()) {// TODO 读取或重新加载文件内容System.out.println("文件变更，进行处理");}}@Overridepublic void onFileChange(File file) {String compressedPath = file.getAbsolutePath();System.out.println("修改：" + compressedPath);}@Overridepublic void onFileDelete(File file) {System.out.println("删除：" + file.getAbsolutePath());}@Overridepublic void onStop(FileAlterationObserver observer) {super.onStop(observer);System.out.println("onStop");}
}

第二步：封装一个文件监控的工具类，核心就是创建一个观察者FileAlterationObserver，将文件路径Path和监听器FileAlterationListener进行封装，然后交给FileAlterationMonitor。

public class FileMonitor {private FileAlterationMonitor monitor;public FileMonitor(long interval) {monitor = new FileAlterationMonitor(interval);}/*** 给文件添加监听** @param path     文件路径* @param listener 文件监听器*/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：调用并执行：

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();}
}

执行程序，会发现每隔1秒输入一次日志。当文件发生变更时，也会打印出对应的日志：

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

当然，对应的监听时间间隔，可以通过在创建FileMonitor时进行修改。

该方案中监听器本身会启动一个线程定时处理。在每次运行时，都会先调用事件监听处理类的onStart方法，然后检查是否有变动，并调用对应事件的方法；比如，onChange文件内容改变，检查完后，再调用onStop方法，释放当前线程占用的CPU资源，等待下次间隔时间到了被再次唤醒运行。

监听器是基于文件目录为根源的，也可以可以设置过滤器，来实现对应文件变动的监听。过滤器的设置可查看FileAlterationObserver的构造方法：

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

小结

至此，基于Java实现监听文件变化的三种方案便介绍完毕。经过上述分析及实例，大家已经看到，并没有完美的解决方案，根据自己的业务情况及系统的容忍度可选择最适合的方案。而且，在此基础上可以新增一些其他的辅助措施，来避免具体方案中的不足之处。

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