使用Java NIO直接访问Windows磁盘

Question

我正在使用一个使用Java NIO的库,以便直接将文件映射到内存,但我无法直接读取磁盘.

我可以直接使用FileInputStreamUNC 读取磁盘,例如

File disk = new File("\\\\.\\PhysicalDrive0\\");
try (FileInputStream fis = new FileInputStream(disk);
    BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis)) {
    byte[] somebytes = new byte[10];
    bis.read(somebytes);
} catch (Exception ex) {
    System.out.println("Oh bother");
}

但是,我无法将其扩展到NIO:

File disk = new File("\\\\.\\PhysicalDrive0\\");
Path path = disk.toPath();
try (FileChannel fc = FileChannel.open(path, StandardOpenOption.READ)){
    System.out.println("No exceptions! Yay!");
} catch (Exception ex) {
    System.out.println("Oh bother");
}

堆栈跟踪(由原因决定)是:

java.nio.file.FileSystemException: \\.\PhysicalDrive0\: The parameter is incorrect.

at sun.nio.fs.WindowsException.translateToIOException(WindowsException.java:86)
at sun.nio.fs.WindowsException.rethrowAsIOException(WindowsException.java:97)
at sun.nio.fs.WindowsException.rethrowAsIOException(WindowsException.java:102)
at sun.nio.fs.WindowsFileSystemProvider.newFileChannel(WindowsFileSystemProvider.java:115)
at java.nio.channels.FileChannel.open(FileChannel.java:287)
at java.nio.channels.FileChannel.open(FileChannel.java:334)
at hdreader.HDReader.testcode(HDReader.java:147)

我找不到解决方案,但我看到了如何从java访问磁盘上的特定原始数据.Daniel Alder的回答建议使用GLOBALROOT似乎是相关的,因为答案在答案中使用了FileChannel,但我似乎无法使用这种模式找到驱动器.有没有办法列出GLOBALROOT下的所有设备或类似的东西？

目前我正在考虑用直接替换NIO的使用InputStream,但是如果可以的话我想避免这种情况.首先,使用NIO是有原因的,其次,它运行了大量代码,需要大量工作.最后,我想知道如何实现Daniel的解决方案,以便我可以在将来写入设备或使用NIO.

总结一下:如何直接使用Java NIO(而不是InputStreams)访问驱动器,和/或是否有办法列出可通过GLOBALROOT访问的所有设备,以便我可以使用Daniel Alser的解决方案？

答案摘要: 我保留了过去的编辑(下面)以避免混淆.在EJP和Apangin的帮助下,我认为我有一个可行的解决方案.就像是

private void rafMethod(long posn) {
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(512);
    buffer.rewind();
    try (RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(disk.getPath(), "r");
            SeekableByteChannel sbc = raf.getChannel()) {
        sbc.read(buffer);
    } catch (Exception ex) {
        System.out.println("Oh bother: " + ex);
        ex.printStackTrace();
    }

    return buffer;
}

只要posn参数是扇区大小的倍数(在这种情况下设置为512),这将起作用.请注意,这也适用于Channels.newChannel(FileInputStream),在这种情况下似乎总是返回一个SeekableByteStream,并且看起来将它转换为一个是安全的.

从快速和肮脏的测试看来,这些方法似乎真正寻求并且不仅仅是跳过.我在驱动器开始时搜索了一千个位置,然后读取它们.我做了同样的事情,但增加了一半磁盘大小的偏移量(搜索磁盘背面).我发现:

• 这两种方法几乎都用了相同的时间.
• 搜索磁盘的开头或结尾不会影响时间.
• 减少地址范围确实减少了时间.
• 对地址进行排序确实减少了时间,但不是很多.

这向我表明,这是真正的追求,而不仅仅是阅读和跳过(如流程所趋).在这个阶段速度仍然很糟糕,它使我的硬盘听起来像一台洗衣机,但代码是为快速测试而设计的,并且尚未变得漂亮.它仍然可以正常工作.

感谢EJP和Apangin的帮助.阅读他们各自的答案.

编辑: 我已经在Windows 7机器上运行我的代码(我最初没有),我得到一个稍微不同的异常(见下文).这是使用管理员权限运行的,第一段代码仍可在相同条件下运行.

java.nio.file.FileSystemException: \\.\PhysicalDrive0\: A device attached to the system is not functioning.

    at sun.nio.fs.WindowsException.translateToIOException(WindowsException.java:86)
    at sun.nio.fs.WindowsException.rethrowAsIOException(WindowsException.java:97)
    at sun.nio.fs.WindowsException.rethrowAsIOException(WindowsException.java:102)
    at sun.nio.fs.WindowsFileSystemProvider.newFileChannel(WindowsFileSystemProvider.java:115)
    at java.nio.channels.FileChannel.open(FileChannel.java:287)
    at java.nio.channels.FileChannel.open(FileChannel.java:335)
    at testapp.TestApp.doStuff(TestApp.java:30)
    at testapp.TestApp.main(TestApp.java:24)

编辑2: 为了回应EJP,我尝试过:

    byte[] bytes = new byte[20];
    ByteBuffer bb = ByteBuffer.wrap(bytes);
    bb.rewind();

    File disk = new File("\\\\.\\PhysicalDrive0\\");
    try (FileInputStream fis = new FileInputStream(disk);
            ReadableByteChannel rbc = Channels.newChannel(new FileInputStream(disk))) {

        System.out.println("Channel created");
        int read = rbc.read(bb);
        System.out.println("Read " + read + " bytes");
        System.out.println("No exceptions! Yay!");
    } catch (Exception ex) {
        System.out.println("Oh bother: " + ex);
    }

当我尝试这个时,我得到以下输出:

创建频道
哦麻烦:java.io.IOException:参数不正确

所以看来我可以创建一个FileChannel或ReadableByteChannel,但我不能使用它; 也就是说,错误只是推迟了.

Answer 1

当访问没有缓冲的物理驱动器时，您只能读取完整的扇区。这意味着，如果扇区大小为 512 字节，则只能读取 512 字节的倍数。将缓冲区长度更改为 512 或 4096（无论您的扇区大小是多少）并且FileChannel可以正常工作：

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(512);

try (RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("\\\\.\\PhysicalDrive0", "r");
     FileChannel fc = raf.getChannel()) {
    fc.read(buf);
    System.out.println("It worked! Read bytes: " + buf.position());
} catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
}

请参阅对齐和文件访问要求。

您的原始FileInputStream代码显然可以工作，因为BufferedInputStream它的默认缓冲区大小为 8192。将其拿走 - 代码将因相同的异常而失败。