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監(jiān)聽日志文件變化的三種方法，推薦第三種！

背景

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。

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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。

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 < 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。

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);
}

小結

至此，基于Java實現監(jiān)聽文件變化的三種方案便介紹完畢。經過上述分析及實例，大家已經看到，并沒有完美的解決方案，根據自己的業(yè)務情況及系統的容忍度可選擇最適合的方案。


新聞名稱：監(jiān)聽日志文件變化的三種方法，推薦第三種！
URL鏈接：http://www.dlmjj.cn/article/djcgoeh.html