Java探索之Thread+IO文件的加密解密代码实例

介绍

本文将介绍如何使用Java的多线程和IO库对文件进行加密解密。具体来说，我们会使用多线程从文件中读取数据，然后使用加密算法对数据进行加密。随后，我们会将加密后的数据写入到另一个文件中。最后，我们还会使用多线程从加密后的文件中读取数据，并对数据进行解密，将解密后的数据写入到另一个文件中。

步骤

步骤1：创建加密算法

我们首先需要创建一个加密算法以便对文件进行加密。在本文中，我们可以使用简单的异或操作作为加密算法。以下是一个示例代码，在这个示例代码中，我们将数据中的每一个字节与一个特定的数字进行异或操作来进行加密：

public class SimpleEncryption {
    private final int key;

    public SimpleEncryption(int key) {
        this.key = key;
    }

    public byte[] encrypt(byte[] input) {
        byte[] output = new byte[input.length];
        for (int i = 0; i < input.length; i++) {
            output[i] = (byte) (input[i] ^ key);
        }
        return output;
    }
}

步骤2：创建多线程文件读取器

接下来，我们需要创建多线程文件读取器，以便从文件中读取数据。以下是一个示例代码，在这个示例代码中，我们将文件分割成多个块，并创建一个新的线程来读取每个块：

public class FileReader {
    public void read(String filename, int blockSize, Consumer<byte[]> handler) throws IOException {
        FileInputStream in = new FileInputStream(filename);
        byte[] buffer = new byte[blockSize];
        int len;
        while ((len = in.read(buffer)) != -1) {
            byte[] data = new byte[len];
            System.arraycopy(buffer, 0, data, 0, len);
            new Thread(() -> handler.accept(data)).start();
        }
    }
}

在这个示例代码中，我们使用了Java 8中的函数式接口Consumer来传递读取到的数据。我们创建了一个新的线程来读取每个块，并使用Consumer来处理数据。

步骤3：创建多线程文件写入器

接下来，我们需要创建多线程文件写入器，以便将加密后的数据写入到另一个文件中。以下是一个示例代码，在这个示例代码中，我们将文件分割成多个块，并创建一个新的线程来写入每个块：

public class FileWriter {
    public void write(String filename, int blockSize, Supplier<byte[]> supplier) throws IOException {
        FileOutputStream out = new FileOutputStream(filename);
        byte[] buffer = new byte[blockSize];
        while (true) {
            byte[] data = supplier.get();
            if (data == null) {
                break;
            }
            System.arraycopy(data, 0, buffer, 0, data.length);
            out.write(buffer);
        }
        out.close();
    }
}

在这个示例代码中，我们使用了Java 8中的函数式接口Supplier来传递加密后的数据。我们创建了一个新的线程来写入每个块。

步骤4：创建加密任务和解密任务

接下来，我们需要创建加密任务和解密任务。以下是一个示例代码，在这个示例代码中，我们将创建一个加密任务来读取数据、加密数据、并将加密后的数据写入到文件中。我们还将创建一个解密任务来读取加密后的数据、解密数据、并将解密后的数据写入到文件中：

public class CryptoTask implements Runnable {
    private final String inputFile;
    private final String outputFile;
    private final int blockSize;
    private final Crypto crypto;

    public CryptoTask(String inputFile, String outputFile, int blockSize, Crypto crypto) {
        this.inputFile = inputFile;
        this.outputFile = outputFile;
        this.blockSize = blockSize;
        this.crypto = crypto;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            FileReader reader = new FileReader();
            List<byte[]> blocks = new ArrayList<>();
            reader.read(inputFile, blockSize, blocks::add);
            Supplier<byte[]> supplier = new BlockSupplier(new BlockList(blocks));
            byte[] encrypted = crypto.encrypt(supplier);
            FileWriter writer = new FileWriter();
            writer.write(outputFile, blockSize, new BlockSupplier(new ByteArrayList(encrypted)));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

public class EncryptTask extends CryptoTask {
    public EncryptTask(String inputFile, String outputFile, int blockSize, Crypto crypto) {
        super(inputFile, outputFile, blockSize, crypto);
    }
}

public class DecryptTask extends CryptoTask {
    public DecryptTask(String inputFile, String outputFile, int blockSize, Crypto crypto) {
        super(inputFile, outputFile, blockSize, crypto);
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            FileReader reader = new FileReader();
            List<byte[]> blocks = new ArrayList<>();
            reader.read(inputFile, blockSize, blocks::add);
            Supplier<byte[]> supplier = new BlockSupplier(new BlockList(blocks));
            byte[] decrypted = crypto.decrypt(supplier);
            FileWriter writer = new FileWriter();
            writer.write(outputFile, blockSize, new BlockSupplier(new ByteArrayList(decrypted)));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在这个示例代码中，我们使用了一个Crypto类来处理加密和解密逻辑。我们创建了一个CryptoTask类来处理文件读取、加密/解密、和文件写入。我们还创建了一个EncryptTask类和一个DecryptTask类，分别用于加密和解密。

步骤5：创建主函数

最后，我们需要创建一个主函数来执行加密和解密任务。以下是一个示例代码，在这个示例代码中，我们将创建两个任务，一个用于加密，一个用于解密。我们通过调用任务的run函数来执行任务：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String inputFile = "input.txt";
        String encryptedFile = "encrypted.txt";
        String decryptedFile = "decrypted.txt";
        int blockSize = 1024;
        Crypto crypto = new SimpleEncryption(42);
        Runnable encryptTask = new EncryptTask(inputFile, encryptedFile, blockSize, crypto);
        Runnable decryptTask = new DecryptTask(encryptedFile, decryptedFile, blockSize, crypto);
        new Thread(encryptTask).start();
        new Thread(decryptTask).start();
    }
}

在这个示例代码中，我们使用了一个SimpleEncryption类来作为加密算法。我们创建了一个EncryptTask和DecryptTask，并通过创建新的线程来执行它们。

示例1：对文件进行加密

我们可以使用以下示例代码来测试对文件进行加密的功能。在这个示例代码中，我们将对一个文本文件进行加密，并将加密后的数据写入到另一个文件中：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String inputFile = "input.txt";
        String encryptedFile = "encrypted.txt";
        int blockSize = 1024;
        Crypto crypto = new SimpleEncryption(42);
        Runnable encryptTask = new EncryptTask(inputFile, encryptedFile, blockSize, crypto);
        new Thread(encryptTask).start();
    }
}

示例2：对文件进行解密

我们可以使用以下示例代码来测试对文件进行解密的功能。在这个示例代码中，我们将读取加密后的数据，并将解密后的数据写入到另一个文件中：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String encryptedFile = "encrypted.txt";
        String decryptedFile = "decrypted.txt";
        int blockSize = 1024;
        Crypto crypto = new SimpleEncryption(42);
        Runnable decryptTask = new DecryptTask(encryptedFile, decryptedFile, blockSize, crypto);
        new Thread(decryptTask).start();
    }
}

总结

本文讲解了如何使用Java的多线程和IO库对文件进行加密解密。我们创建了一个加密算法、多线程的文件读取器、多线程的文件写入器、加密任务和解密任务。最后，我们使用了一个主函数来执行加密和解密任务。