在實際的項目開發中,我們經常需要使用到文件的I/O操作,主要包含對文件的增改刪查等操作,這些基本的操作我們都是很熟悉,但是較少的人去考慮文件的安全和操作的管理等方面,例如文件的訪問權限管理,文件數據的徹底刪除和數據的恢復等等,這一系列的操作需要我們對.NET的相關知識有一個深刻的學習。
在本文章主要介紹文件和目錄的一些基本操作,以及文件目錄的權限和安全設置的相關內容。
提到文件的I/O操作,這個對於每一個開發者來說都不是陌生的事,因為這些操作是我們在項目開發過程中經常使用到的一些操作。那麼在.NET中操作文件的類在System.IO命名空間下,一下介紹一下常見的I/O操作類:
DiveInfo:提供了對邏輯磁盤的基本信息訪問的途徑。(只能查看信息,不能做任何修改。)
System.Environment:用來枚舉驅動器。(不能獲取驅動器的屬性)
System.Management:.NET針對WMI調用。
Directory和DircetoryInfo:用於操作目錄。(前者為靜態類,後者則須在實例化後調用,功能上相同)
File和FileInfo:用於操作文件。(前者為靜態類,後者須實例化後調用,功能上相同)
以上介紹了一些文件的基本操作類,本次主要講解目錄和文件操作,一下給出文件和目錄操作的一些基本方法:
/// <summary> /// 寫文件 /// </summary> /// <param name="fileName">文件名</param> /// <param name="content">文件內容</param> /// <param name="encoding">指定文件編碼</param> protected void Write_Txt(string fileName, string content, string encoding) { if (string.IsNullOrEmpty(fileName)) { throw new ArgumentNullException(fileName); } if (string.IsNullOrEmpty(content)) { throw new ArgumentNullException(content); } if (string.IsNullOrEmpty(encoding)) { throw new ArgumentNullException(encoding); } var code = Encoding.GetEncoding(encoding); var htmlfilename = HttpContext.Current.Server.MapPath("Precious\\" + fileName + ".txt"); var str = content; var sw = StreamWriter.Null; try { using (sw = new StreamWriter(htmlfilename, false, code)) { sw.Write(str); sw.Flush(); } } catch (IOException ioex) { throw new IOException(ioex.Message); } catch (Exception ex) { throw new Exception(ex.Message); } finally { sw.Close(); } } /// <summary> /// 讀文件 /// </summary> /// <param name="filename">文件路徑</param> /// <param name="encoding">文件編碼</param> /// <returns></returns> protected string Read_Txt(string filename, string encoding) { if (string.IsNullOrEmpty(filename)) { throw new ArgumentNullException(filename); } if (string.IsNullOrEmpty(encoding)) { throw new ArgumentNullException(encoding); } var code = Encoding.GetEncoding(encoding); var temp = HttpContext.Current.Server.MapPath("Precious\\" + filename + ".txt"); var str = string.Empty; if (!System.IO.File.Exists(temp)) return str; var sr = StreamReader.Null; try { using (sr = new StreamReader(temp, code)) { str = sr.ReadToEnd(); } } catch (IOException ioex) { throw new IOException(ioex.Message); } catch (Exception ex) { throw new Exception(ex.Message); } finally { sr.Close(); } return str; }
/// <summary> /// 拷貝文件 /// </summary> /// <param name="orignFile">原始文件</param> /// <param name="newFile">新文件路徑</param> public static void FileCoppy(string orignFile, string newFile) { if (string.IsNullOrEmpty(orignFile)) { throw new ArgumentException(orignFile); } if (string.IsNullOrEmpty(newFile)) { throw new ArgumentException(newFile); } System.IO.File.Copy(orignFile, newFile, true); } /// <summary> /// 刪除文件 /// </summary> /// <param name="path">路徑</param> public static void FileDel(string path) { if (string.IsNullOrEmpty(path)) { throw new ArgumentException(path); } System.IO.File.Delete(path); } /// <summary> /// 移動文件 /// </summary> /// <param name="orignFile">原始路徑</param> /// <param name="newFile">新路徑</param> public static void FileMove(string orignFile, string newFile) { if (string.IsNullOrEmpty(orignFile)) { throw new ArgumentException(orignFile); } if (string.IsNullOrEmpty(newFile)) { throw new ArgumentException(newFile); } System.IO.File.Move(orignFile, newFile); }
/// <summary> /// 在當前目錄下創建目錄 /// </summary> /// <param name="orignFolder">當前目錄</param> /// <param name="newFloder">新目錄</param> public static void FolderCreate(string orignFolder, string newFloder) { if (string.IsNullOrEmpty(orignFolder)) { throw new ArgumentException(orignFolder); } if (string.IsNullOrEmpty(newFloder)) { throw new ArgumentException(newFloder); } Directory.SetCurrentDirectory(orignFolder); Directory.CreateDirectory(newFloder); } /// <summary> /// 創建文件夾 /// </summary> /// <param name="path"></param> public static void FolderCreate(string path) { if (string.IsNullOrEmpty(path)) { throw new ArgumentException(path); } if (!Directory.Exists(path)) { Directory.CreateDirectory(path); } } public static void FileCreate(string path) { if (string.IsNullOrEmpty(path)) { throw new ArgumentException(path); } var createFile = new FileInfo(path); if (createFile.Exists) return; var fs = createFile.Create(); fs.Close(); fs.Dispose(); } /// <summary> /// 遞歸刪除文件夾目錄及文件 /// </summary> /// <param name="dir"></param> /// <returns></returns> public static void DeleteFolder(string dir) { if (string.IsNullOrEmpty(dir)) { throw new ArgumentException(dir); } if (!Directory.Exists(dir)) return; foreach (var d in Directory.GetFileSystemEntries(dir)) { if (System.IO.File.Exists(d)) { //直接刪除其中的文件 System.IO.File.Delete(d); } else { //遞歸刪除子文件夾 DeleteFolder(d); } } //刪除已空文件夾 Directory.Delete(dir, true); } /// <summary> /// 指定文件夾下面的所有內容copy到目標文件夾下面 /// </summary> /// <param name="srcPath">原始路徑</param> /// <param name="aimPath">目標文件夾</param> public static void CopyDir(string srcPath, string aimPath) { if (string.IsNullOrEmpty(srcPath)) { throw new ArgumentNullException(srcPath); } if (string.IsNullOrEmpty(aimPath)) { throw new ArgumentNullException(aimPath); } try { if (aimPath[aimPath.Length - 1] != Path.DirectorySeparatorChar) { aimPath += Path.DirectorySeparatorChar; } if (!Directory.Exists(aimPath)) { Directory.CreateDirectory(aimPath); } var fileList = Directory.GetFileSystemEntries(srcPath); foreach (var file in fileList) { if (Directory.Exists(file)) { CopyDir(file, aimPath + Path.GetFileName(file)); } else { System.IO.File.Copy(file, aimPath + Path.GetFileName(file), true); } } } catch (IOException ioex) { throw new IOException(ioex.Message); } catch (Exception ee) { throw new Exception(ee.ToString()); } } /// <summary> /// 獲取指定文件夾下所有子目錄及文件 /// </summary> /// <param name="path">詳細路徑</param> public static string GetFoldAll(string path) { if (string.IsNullOrEmpty(path)) { throw new ArgumentNullException(path); } var str =string.Empty; var thisOne = new DirectoryInfo(path); str = ListTreeShow(thisOne, 0, str); return str; } /// <summary> /// 獲取指定文件夾下所有子目錄及文件函數 /// </summary> /// <param name="theDir">指定目錄</param> /// <param name="nLevel">默認起始值,調用時,一般為0</param> /// <param name="rn">用於迭加的傳入值,一般為空</param> /// <returns></returns> public static string ListTreeShow(DirectoryInfo theDir, int nLevel, string rn) { if (theDir == null) { throw new ArgumentNullException("theDir"); } //獲得目錄 DirectoryInfo[] subDirectories = theDir.GetDirectories(); foreach (DirectoryInfo dirinfo in subDirectories) { if (nLevel == 0) { rn += "├"; } else { var s =string.Empty; for (int i = 1; i <= nLevel; i++) { s += "│ "; } rn += s + "├"; } rn += "<b>" + dirinfo.Name + "</b><br />"; //目錄下的文件 var fileInfo = dirinfo.GetFiles(); foreach (FileInfo fInfo in fileInfo) { if (nLevel == 0) { rn += "│ ├"; } else { var f = string.Empty; for (int i = 1; i <= nLevel; i++) { f += "│ "; } rn += f + "│ ├"; } rn += fInfo.Name.ToString() + " <br />"; } rn = ListTreeShow(dirinfo, nLevel + 1, rn); } return rn; } /// <summary> /// 獲取指定文件夾下所有子目錄及文件(下拉框形) /// </summary> /// <param name="path">詳細路徑</param> ///<param name="dropName">下拉列表名稱</param> ///<param name="tplPath">默認選擇模板名稱</param> public static string GetFoldAll(string path, string dropName, string tplPath) { if (string.IsNullOrEmpty(path)) { throw new ArgumentNullException(path); } if (string.IsNullOrEmpty(tplPath)) { throw new ArgumentNullException(tplPath); } var strDrop = "<select name=\"" + dropName + "\" id=\"" + dropName + "\"><option value=\"\">--請選擇詳細模板--</option>"; var str =string.Empty; DirectoryInfo thisOne = new DirectoryInfo(path); str = ListTreeShow(thisOne, 0, str, tplPath); return strDrop + str + "</select>"; } /// <summary> /// 獲取指定文件夾下所有子目錄及文件函數 /// </summary> /// <param name="theDir">指定目錄</param> /// <param name="nLevel">默認起始值,調用時,一般為0</param> /// <param name="rn">用於迭加的傳入值,一般為空</param> /// <param name="tplPath">默認選擇模板名稱</param> /// <returns></returns> public static string ListTreeShow(DirectoryInfo theDir, int nLevel, string rn, string tplPath) { if (theDir == null) { throw new ArgumentNullException("theDir"); } //獲得目錄 DirectoryInfo[] subDirectories = theDir.GetDirectories(); foreach (DirectoryInfo dirinfo in subDirectories) { rn += "<option value=\"" + dirinfo.Name + "\""; if (string.Equals(tplPath, dirinfo.Name, StringComparison.CurrentCultureIgnoreCase)) { rn += " selected "; } rn += ">"; if (nLevel == 0) { rn += "┣"; } else { string s = string.Empty; for (int i = 1; i <= nLevel; i++) { s += "│ "; } rn += s + "┣"; } rn += "" + dirinfo.Name + "</option>"; //目錄下的文件 FileInfo[] fileInfo = dirinfo.GetFiles(); foreach (FileInfo fInfo in fileInfo) { rn += "<option value=\"" + dirinfo.Name + "/" + fInfo.Name + "\""; if (string.Equals(tplPath, fInfo.Name, StringComparison.CurrentCultureIgnoreCase)) { rn += " selected "; } rn += ">"; if (nLevel == 0) { rn += "│ ├"; } else { string f = string.Empty; for (int i = 1; i <= nLevel; i++) { f += "│ "; } rn += f + "│ ├"; } rn += fInfo.Name + "</option>"; } rn = ListTreeShow(dirinfo, nLevel + 1, rn, tplPath); } return rn; } /// <summary> /// 獲取文件夾大小 /// </summary> /// <param name="dirPath">文件夾路徑</param> /// <returns></returns> public static long GetDirectoryLength(string dirPath) { if (string.IsNullOrEmpty(dirPath)) { throw new ArgumentNullException(dirPath); } if (!Directory.Exists(dirPath)) { return 0; } long len = 0; DirectoryInfo di = new DirectoryInfo(dirPath); foreach (FileInfo fi in di.GetFiles()) { len += fi.Length; } DirectoryInfo[] dis = di.GetDirectories(); if (dis.Length > 0) { for (int i = 0; i < dis.Length; i++) { len += GetDirectoryLength(dis[i].FullName); } } return len; } /// <summary> /// 獲取指定文件詳細屬性 /// </summary> /// <param name="filePath">文件詳細路徑</param> /// <returns></returns> public static string GetFileAttibe(string filePath) { if (string.IsNullOrEmpty(filePath)) { throw new ArgumentNullException(filePath); } var str = string.Empty; FileInfo objFi = new FileInfo(filePath); str += "詳細路徑:" + objFi.FullName + "<br>文件名稱:" + objFi.Name + "<br>文件長度:" + objFi.Length + "字節<br>創建時間" + objFi.CreationTime.ToString() + "<br>最後訪問時間:" + objFi.LastAccessTime.ToString() + "<br>修改時間:" + objFi.LastWriteTime.ToString() + "<br>所在目錄:" + objFi.DirectoryName + "<br>擴展名:" + objFi.Extension; return str; }
提到權限這個概念,這對於每一個開發者都是再熟悉不過的,因為我們在開發項目時,都會考慮用戶權限管理等等,但是文件的權限操作呢?這裡我們就簡單的介紹一下.NET中對文件訪問權限的訪問和設置。文件權限中的訪問控制列表: 自由訪問控制列表(DACL):Microsoft Windows NT和更高版本用於保護資源的機制;系統訪問控制列表(SACL):一種控制與資源關聯的審核消息的機制。System.Security.AccessControl命名空間通過一些類提供對訪問控制列表的訪問。DiectorySecurity:該類指定目錄的訪問控制和審核安全。指定系統目錄的訪問權限以及訪問嘗試的審核方式。FileSecurity:該類指定系統文件的訪問權限以及如何審核訪問嘗試。
下面介紹一下文件權限操作的類和方法:
[SecuritySafeCritical] public FileSecurity GetAccessControl() { if (this._handle.IsClosed) { __Error.FileNotOpen(); } return new FileSecurity(this._handle, this._fileName, AccessControlSections.Group | AccessControlSections.Owner | AccessControlSections.Access); }
[SecurityCritical, SecurityPermission(SecurityAction.Assert, UnmanagedCode=true)] internal FileSecurity(SafeFileHandle handle, string fullPath, AccessControlSections includeSections) : base(false, handle, includeSections, false) { if (fullPath != null) { new FileIOPermission(FileIOPermissionAccess.NoAccess, AccessControlActions.View, fullPath).Demand(); } else { new FileIOPermission(PermissionState.Unrestricted).Demand(); } }
[SecuritySafeCritical] public void SetAccessControl(FileSecurity fileSecurity) { if (fileSecurity == null) { throw new ArgumentNullException("fileSecurity"); } if (this._handle.IsClosed) { __Error.FileNotOpen(); } fileSecurity.Persist(this._handle, this._fileName); }
/// <summary> /// 共享文檔操作 /// </summary> public class FileSharingOperationHelper { public static bool ConnectState(string path) { if (string.IsNullOrEmpty(path)) { throw new ArgumentNullException(path); } return ConnectState(path, "", ""); } /// <summary> /// 連接遠程共享文件夾 /// </summary> /// <param name="path">遠程共享文件夾的路徑</param> /// <param name="userName">用戶名</param> /// <param name="passWord">密碼</param> /// <returns></returns> public static bool ConnectState(string path, string userName, string passWord) { var proc = new Process(); try { proc.StartInfo.FileName = "cmd.exe"; proc.StartInfo.UseShellExecute = false; proc.StartInfo.RedirectStandardInput = true; proc.StartInfo.RedirectStandardOutput = true; proc.StartInfo.RedirectStandardError = true; proc.StartInfo.CreateNoWindow = true; proc.Start(); var dosLine = "net use " + path + " " + passWord + " /user:" + userName; proc.StandardInput.WriteLine(dosLine); proc.StandardInput.WriteLine("exit"); while (!proc.HasExited) { proc.WaitForExit(1000); } var errormsg = proc.StandardError.ReadToEnd(); proc.StandardError.Close(); if (!string.IsNullOrEmpty(errormsg)) { throw new Exception(errormsg); } } catch (Exception ex) { throw new Exception(ex.Message); } finally { proc.Close(); proc.Dispose(); } return true; } /// <summary> /// 向遠程文件夾保存本地內容,或者從遠程文件夾下載文件到本地 /// </summary> /// <param name="src">要保存的文件的路徑,如果保存文件到共享文件夾,這個路徑就是本地文件路徑如:@"D:\1.avi"</param> /// <param name="dst">保存文件的路徑,不含名稱及擴展名</param> /// <param name="fileName">保存文件的名稱以及擴展名</param> public static void Transport(string src, string dst, string fileName) { if (string.IsNullOrEmpty(src)) { throw new ArgumentNullException(src); } if (string.IsNullOrEmpty(dst)) { throw new ArgumentNullException(dst); } if (string.IsNullOrEmpty(fileName)) { throw new ArgumentNullException(fileName); } FileStream inFileStream = null; FileStream outFileStream = null; try { inFileStream = new FileStream(src, FileMode.Open); if (!Directory.Exists(dst)) { Directory.CreateDirectory(dst); } dst = dst + fileName; outFileStream = new FileStream(dst, FileMode.OpenOrCreate); var buf = new byte[inFileStream.Length]; int byteCount; while ((byteCount = inFileStream.Read(buf, 0, buf.Length)) > 0) { outFileStream.Write(buf, 0, byteCount); } } catch (IOException ioex) { throw new IOException(ioex.Message); } catch (Exception ex) { throw new Exception(ex.Message); } finally { if (inFileStream != null) { inFileStream.Flush(); inFileStream.Close(); } if (outFileStream != null) { outFileStream.Flush(); outFileStream.Close(); } } } }
文件權限的規則:容器的訪問規則可能被配置為不僅應用於對象本身,而且還應用於它的子對象、子容器或這兩者。每個訪問規則不是顯示的就是繼承的。DACL可以有對象的所有者任意修改,還可以由所有者已經給予其梗概DACL權限的任何更改。對象的安全描述包含另一個規則列表,稱為系統訪問權限列表(SACL),該列表將控制系統對對象執行哪個類型的審核。審核是一種具有安全敏感性的操作。在windows中,審核只能由本地安全機構(LSA)生成,LSA是唯一允許向安全事件日志中寫入的組件。
看到文件刪除,可能有人會問,前面不是已經介紹過文件的刪除操作嗎?為什麼這裡還需要詳細的介紹。不錯,上面的確介紹了文件和目錄的刪除方法,但是這裡是介紹如何徹底的刪除文件。我們常規的刪除文件和文件格式化,一般是可以被恢復的。我們在操作刪除的時候,只是將文件的索引給刪除了,並沒有刪除實際的內容。文件的索引記錄了文件在磁盤中的位置信息,當執行刪除操作時,只是從文件分配聊表中刪除了目錄。
那麼可能會有人問,怎麼講文件徹底的刪除呢?文件的粉碎,其實就是在刪除文件分配列表的同時,把文件在磁盤上占用的所有扇區數據置為0。
在.NET中提供了兩種文件徹底的方法:
(1).調用系統API來完成這樣的“粉碎”操作。
(2).在刪除文件之前先刪除文件的所有內容,然後在執行刪除操作,被稱為“假粉碎”。(此方法可以被人恢復文件,但是恢復的數據只是文件中的0)
為了文件安全,可以采用多輪粉碎的方式:第一輪,通過文件操作Windows API,找到原始文件的銘文在存儲器上所載區域,逐字符逐位進行完全填充,全部填充為0。第二輪,通過磁盤操作WindowsAPI找到原始文件或目錄在FAT表中的位置,將原始文件或目錄在FAT表中項清零。第三輪,通過磁盤操作WindowsAPI,找到原始文件或目錄在備份FAT表的位置,將原始文件或目錄在備份FAT表中的表項清零。
/// <summary> /// 粉碎文件操作 /// </summary> public class KillFileHelper { /// <summary> /// 強力粉碎文件,文件如果被打開,很難粉碎 /// </summary> /// <param name="filename">文件全路徑</param> /// <param name="deleteCount">刪除次數</param> /// <param name="randomData">隨機數據填充文件,默認true</param> /// <param name="blanks">空白填充文件,默認false</param> /// <returns>true:粉碎成功,false:粉碎失敗</returns> public static bool KillFile(string filename, int deleteCount, bool randomData = true, bool blanks = false) { if (string.IsNullOrEmpty(filename)) { throw new ArgumentNullException(filename); } const int bufferLength = 1024000; var ret = true; try { using (var stream = new FileStream(filename, FileMode.Open, FileAccess.ReadWrite, FileShare.ReadWrite)) { var f = new FileInfo(filename); var count = f.Length; long offset = 0; var rowDataBuffer = new byte[bufferLength]; while (count >= 0) { var iNumOfDataRead = stream.Read(rowDataBuffer, 0, bufferLength); if (iNumOfDataRead == 0) { break; } if (randomData) { var randombyte = new Random(); randombyte.NextBytes(rowDataBuffer); } else if (blanks) { for (var i = 0; i < iNumOfDataRead; i++) rowDataBuffer[i] = 0; } else { for (var i = 0; i < iNumOfDataRead; i++) rowDataBuffer[i] = Convert.ToByte(Convert.ToChar(deleteCount)); } // 寫新內容到文件。 for (var i = 0; i < deleteCount; i++) { stream.Seek(offset, SeekOrigin.Begin); stream.Write(rowDataBuffer, 0, iNumOfDataRead); } offset += iNumOfDataRead; count -= iNumOfDataRead; } } //每一個文件名字符代替隨機數從0到9。 var newName = ""; do { var random = new Random(); var cleanName = Path.GetFileName(filename); var dirName = Path.GetDirectoryName(filename); var iMoreRandomLetters = random.Next(9); // 為了更安全,不要只使用原文件名的大小,添加一些隨機字母。 for (var i = 0; i < cleanName.Length + iMoreRandomLetters; i++) { newName += random.Next(9).ToString(); } newName = dirName + "\\" + newName; } while (File.Exists(newName)); // 重命名文件的新的隨機的名字。 File.Move(filename, newName); File.Delete(newName); } catch { //可能其他原因刪除失敗了,使用我們自己的方法強制刪除 var matchPattern = @"(?<=\s+pid:\s+)\b(\d+)\b(?=\s+)"; try { //要檢查被那個進程占用的文件 var fileName = filename; var tool = new Process { StartInfo = { FileName = "handle.exe", Arguments = fileName + " /accepteula", UseShellExecute = false, RedirectStandardOutput = true } }; tool.Start(); tool.WaitForExit(); var outputTool = tool.StandardOutput.ReadToEnd(); foreach (Match match in Regex.Matches(outputTool, matchPattern)) { //結束掉所有正在使用這個文件的程序 Process.GetProcessById(int.Parse(match.Value)).Kill(); } File.Delete(fileName); } catch { ret = false; } } return ret; } }
上面介紹了文件的基本操作,文件權限操作,文件的刪除操作,最後介紹一下文件的加密和解密操作。File和FileInfo類對文件加密進行了進一步的封裝,提供了Encrypt和Decrypt方法用來對文件加密和解密。這兩種方法要求文件系統必須為NFTS系統,對操作系統版本也要求必須是NT以上版本,使用該方法加密的文件,必須由同一用戶才能進行解密。
具體看一下該方法的實現代碼:
[SecuritySafeCritical] public static void Encrypt(string path) { if (path == null) { throw new ArgumentNullException("path"); } string fullPathInternal = Path.GetFullPathInternal(path); new FileIOPermission(FileIOPermissionAccess.Write | FileIOPermissionAccess.Read, new string[] { fullPathInternal }, false, false).Demand(); if (!Win32Native.EncryptFile(fullPathInternal)) { int errorCode = Marshal.GetLastWin32Error(); if (errorCode == 5) { DriveInfo info = new DriveInfo(Path.GetPathRoot(fullPathInternal)); if (!string.Equals("NTFS", info.DriveFormat)) { throw new NotSupportedException(Environment.GetResourceString("NotSupported_EncryptionNeedsNTFS")); } } __Error.WinIOError(errorCode, fullPathInternal); } }
[SecuritySafeCritical] public static void Decrypt(string path) { if (path == null) { throw new ArgumentNullException("path"); } string fullPathInternal = Path.GetFullPathInternal(path); new FileIOPermission(FileIOPermissionAccess.Write | FileIOPermissionAccess.Read, new string[] { fullPathInternal }, false, false).Demand(); if (!Win32Native.DecryptFile(fullPathInternal, 0)) { int errorCode = Marshal.GetLastWin32Error(); if (errorCode == 5) { DriveInfo info = new DriveInfo(Path.GetPathRoot(fullPathInternal)); if (!string.Equals("NTFS", info.DriveFormat)) { throw new NotSupportedException(Environment.GetResourceString("NotSupported_EncryptionNeedsNTFS")); } } __Error.WinIOError(errorCode, fullPathInternal); } }
以上簡單的介紹了文件的操作和文件的權限管理方法,如果需要更加深入的了解這些操作方法,可以查看msdn,或者查看.NET的“墊片”,查看相應的接口。在當代社會中,數據安全和文件安全都是很重要的,我們應該更加深入的去學習安全知識,提高系統的穩定性。