Windows 平台上长路径名文件的解决方法

娄7928

　　Windows 对长路径名文件的限制
　　众所周知，微软的文件系统经历了 fat->fat32->NTFS 的技术变革。且不论安全和文件组织方式上的革新，单就文件名而言，已经从古老的 DOS 8.3 文件格式（仅支持最长 8 个字符的文件名和 3 个字符的后缀名）转变为可以支持长达 255 个字符的文件名。而对于路径长度，NTFS 也已经支持长达 32768 个字符的路径名。
　　然而，Windows 操作系统并没有完全放开路径名长度的限制，在 windef.h 中，可以找到如下的宏：

#define MAX_PATH 260

　　事实上，所有的 Windows API 都遵循这个限制。因此，每当我们试图更改某一文件的文件名时，当输入的文件名长度 ( 全路径 ) 到达一定限度时，虽然文件名本身还未达到 255 个字符的限制，但是任何输入将不再被接受，这其实正是由于操作系统不允许 260 个字符（byte）的文件全路径。
　　实际应用中，这种 260 个字符的全路径的限制给应用开发带来了很大的不便。试想如下应用：我们希望给应用服务器增加一个本地 cache 的功能，该功能可以把远程服务器上的文件留下一个本地的副本。一个合理的实现可以把 url 映射为文件名，当 url 很长时，cache 文件的长度也会很长。当文件名长度超过 255，我们可以把映射文件名的前 255 个字符作为目录名称。但是，我们仍然无法解决 260 个字符的全路径限制。另外，如果一个应用软件的目录结构过深，很容易出现某些文件名长度（含路径）超过 260 个字符，并因此造成安装或删除的失败。总而言之，该限制给我们的开发测试工作带来了诸多不便。
　　对于一些网络服务器，往往需要将 Java 代码用于上层逻辑控制 / 事务处理的开发，同时将 C/C++ 用于底层核心功能的实现。为此，我们研究了这两种程序语言对长路径名文件的支持情况。其中，对于 Java，比较了两个常用版本 1.4 和 5.0 对长路径支持的差异性；对于 C/C++ 语言的局限性，提出了我们的解决方法。
　　实验环境 :
　　操作系统： Windows xp
　　文件系统： NTFS 文件系统
　　Java 编译环境： IBM JDK 1.4.2 以及 IBM JDK 5.0
　　C++ 编译环境： VC.net
　　在 Java 中使用长路径名文件
　　Java 语言并不需要对长路径名文件进行特殊的处理，就可以支持长路径名文件的创建、读写和删除操作等基本操作。但是，JDK 1.4.2 和 JDK 5.0 在长路径的支持上是不同的，JDK 1.4.2 并不是完全支持所有的长路径名文件操作，比如访问文件属性的操作是不支持的。我们设计了如下代码来验证 JDK 1.4.2 和 JDK 5.0 对长路径名文件支持的区别。
　　
清单 1. 对长路径名文件操作的 Java 实验代码：

try...{
StringfileName="E:/VerylongpathVerylongpathVerylongpath
VerylongpathVerylongpathVerylongpathVerylongpath
VerylongpathVerylongpathVerylongpathVerylongpath/
VerylongpathVerylongpathVerylongpathVery
longpathVerylongpathVerylongpathVerylongpath
VerylongpathVerylongpathVerylongpathVerylongpa
th.txt";
System.out.println("Filename:"+fileName);
System.out.println("Filepathlength:"+fileName.length());
StringrenameFileName="E:/VerylongpathVerylongpathVerylongpath
VerylongpathVerylongpathVerylongpathVerylongpath
VerylongpathVerylongpathVerylongpathVerylongpath/Short.txt";

//Createthefile.
Filefile=newFile(fileName);
if(!file.exists())
file.createNewFile();
if(file.exists())
System.out.println("Thefileexists!");
if(file.canRead())
System.out.println("Thefilecanberead!");
if(file.canWrite())
System.out.println("Thefilecanbewritten!");
if(file.isFile())
System.out.println("It'safile!");

//Writetothecreatedfile.
FileOutputStreamout=newFileOutputStream(file);
PrintStreamp=newPrintStream(out);
p.println("Thisisonlyatest!");
p.close();

//Readtheinformationfromthatfile.
BufferedReaderbr=newBufferedReader(newFileReader(file));
StringBuffersb=newStringBuffer();
while(true)...{
Stringsl=br.readLine();
if(sl==null)...{
break;
}else...{
sb.append(sl+" ");
}
}
br.close();
System.out.println("Thecontentinthefile:");
System.out.print(" "+sb.toString());

//Filerename
Filenewfile=newFile(renameFileName);
if(newfile.exists())
System.out.println(renameFileName+"exsited");
else...{
if(file.renameTo(newfile))...{
System.out.println("Renamesucessful!");
}else...{
System.out.println("Renamefailed!");
}
}

//deletefile
if(file.delete())
System.out.println("Theoldfiledeleted!");
if(newfile.delete())
System.out.println("Therenamedfiledeleted!");
}catch(IOExceptione)...{
//Errorhappened
e.printStackTrace();
System.out.println("Erroroccursinwritingtothefile.");
}
}



　　清单 2. 使用 ibm-java2-sdk-142 的结果

Filename:E:VerylongpathVerylongpathVerylongpath
VerylongpathVerylongpathVerylongpathVerylongpathVer
ylongpathVerylongpathVerylongpathVerylongpath
VerylongpathVerylongpathVerylongpathVerylong
pathVerylongpathVerylongpathVerylongpath
VerylongpathVerylongpathVerylongpathVerylongpath.t
xt

Filepathlength:272

Thecontentinthefile:

Thisisonlyatest!

Renamefailed!

Theoldfiledeleted!



　　从实验结果来看，JDK 1.4.2 得到了该长路径名文件的内容，因此，对于该长路径名文件的创建以及读写操作都是支持的。但是对比下文使用 JDK 5.0 的结果，可以看到，所有对于文件属性的判断都是错误的，同时，重命名的操作也无法实现。更为重要的是，JDK 1.4.2 存在着一个很致命的问题，即方法 File.exists() 是失效的。通常，在删除文件前，需要调用该方法判断文件是否存在，对于 JDK 1.4.2，如果直接去删除一个不知道是否存在的文件，就会存在比较大的风险。因此，JDK 1.4.2 在 Windows 平台对长路径名文件的操作只是有限的支持，使用的时候，一定要注意。
　　
清单 3. 使用 ibm-java2-sdk-50 的结果

Filename:E:VerylongpathVerylongpathVerylongpath
VerylongpathVerylongpathVerylongpathVerylongpathVer
ylongpathVerylongpathVerylongpathVerylongpath
VerylongpathVerylongpathVerylongpathVerylong
pathVerylongpathVerylongpathVerylongpath
VerylongpathVerylongpathVerylongpathVerylongpath.t
xt
Filepathlength:272
Thefileexists!
Thefilecanberead!
Thefilecanbewritten!
It'safile!
Thecontentinthefile:
Thisisonlyatest!
Renamesucessful!
Therenamedfiledeleted!




从实验中可以清楚的看到，在版本 JDK 5.0 中，所有的文件操作（新建、读写、属性操作、重命名、删除等）都能够得到正确的处理。使用 JDK 5.0 就可以完全不用担心长路径名文件的使用问题。　　在 C/C++ 中使用长路径名文件
　　相对于 JDK 5.0 不需要任何改动就可以支持长路径名文件，在 C/C++ 中使用超过 260 个字符的路径长度的文件，会复杂得多。下面介绍两种支持长路径名文件的方法。
　　方法一：使用 Unicode 版本的 API
　　从微软官方网站 Path Field Limits，可以查到，使用 Unicode 版本的 API，对于使用 NTFS 文件系统的 Windows NT 4.0, Windows 2000, Windows XP Home Edition, Windows XP Professional 和 Windows Server 2003 操作系统，可以支持 32768 字节的文件路径长度。同时，路径名必须使用 //?/ 的前缀。依照这个思路，我们设计了实验。
　　
清单 4. 对长路径名文件操作的 C 的示例代码（Unicode API）

...{
FILE*from,*to;
charfilename[1024];
strcpy(filename,"//?/E:/VerylongpathVerylongpathVerylongpathVerylongpathVerylongpathV
erylongpathVerylongpathVerylongpathVerylongpathVerylongpathVerylongpath/VerylongpathVeryl
ongpathVerylongpathVerylongpathVerylongpathVerylongpathVerylongpathVerylongpathVerylongpat
hVerylongpathVerylongpath.txt");
intiL1=MultiByteToWideChar(CP_ACP,0,filename,strlen(filename),NULL,0);
WCHAR*wfilename=newWCHAR[iL1+1];
wfilename[iL1]='



　　使用如上的方法，我们可以拷贝某长路径名的文件到当前文件夹中。从试验结果看，该方法是有效的。但是，由于该方法要求系统使用 Unicode 的 API，同时需要更改路径名称以及编码方式。因此，对于一个已经存在的系统，由于需要改变所有文件操作相关的 API，因此改动将会很大。
　　方法二：创建 8.3 格式的短路径名
　　对于每一个长路径名，都有一个 8.3 格式（8 个字符的文件名和 3 个字符的后缀名）的短路径名与其相对应，任意的文件夹或者文件名都可以映射成一个 8 字符的文件名（A~B），其中 A 是文件名前缀，B 是表示字母序的顺序。操作系统可以保证这样的映射是一对一的，只要使用 GetShortPathName() 将长路径名转成相应的短路径名，就可以进行对该文件进行普通的文件操作。同时，在任何时候都可以用函数 GetLongPathName() 把 8.3 格式的短路径名恢复成初始的长路径名。
　　如 GetShortPathName Function 叙述，我们需要一个 Unicode 版本的 API，同时在路径名前加上 //?/ 的前缀，才能实现长短路径名间的切换。但从实验来看，即使不使用 Unicode 的 API，依然可以实现上述功能。
　　
清单 4. 对长路径名文件操作的 c 的示例代码（ShortPath）

...{
charpathName[1024];
strcpy(pathName,"//?/E:/VerylongpathVerylongpathVerylongpathVerylongpathVerylongpathV
erylongpathVerylongpathVerylongpathVerylongpathVerylongpathVerylongpath/VerylongpathVeryl
ongpathVerylongpathVerylongpathVerylongpathVerylongpathVerylongpathVerylongpathVerylongpat
hVerylongpathVerylongpath.txt");

constintMaxPathLength=2048;
charshortPath[MaxPathLength];

if(strlen(pathName)>=MAX_PATH)
...{
charprePath[]="//?/";
if(strlen(pathName)>=MaxPathLength-strlen(pathName))
returnfalse;

sprintf(shortPath,"%s%s",prePath,pathName);

for(intiPathIndex=0;iPathIndex<strlen(shortPath);iPathIndex++)
if(shortPath[iPathIndex]=='/')
shortPath[iPathIndex]='/';

intdwlen=GetShortPathName(shortPath,shortPath,MaxPathLength);
if(dwlen<=0)
returnfalse;
}
}



　　经过上述的代码，超过 MAX_PATH 限制的路径名都可以转变成一个 8.3 格式的短路径名，可以把这个文件名 (shortPath)作为后续文件操作函数的参数。这种情况下，对于该文件的所有操作都可以被支持了。我们用这种缩短路径名长度的方式解决了长路径名文件的操作问题。
　　结束语
　　本文首先列出了不同的 JDK 版本在 Windows 操作系统上对于长路径名文件处理的区别，同时指出了 JDK 5.0 开始才完全支持长路径名；在第二部分中给出了两种支持长路径名文件的 C/C++ 编程方法。使用上文中的任一方法，我们都可以实现对长路径名文件的操作，这将在很大程度上方便我们的开发工作，解决在 Windows 平台上标准 API 函数对长路径名文件支持的局限性问题。
　　声明
　　以上实验代码仅在 Windows XP 操作系统和 VC.NET 编译环境中测试通过 , 作者不对其提供任何种类的保证。如果有任何问题 , 欢迎来信与作者讨论。
　　


　　参考资料

• 
  developerWorks Java 技术专区：这里有数百篇关于 Java 编程的文章。