Java?NIO直接緩沖區(qū)和非直接緩沖區(qū)是什么

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定義

1. java nio字節(jié)緩沖區(qū)要么是直接的，要么是非直接的。如果為直接字節(jié)緩沖區(qū)，則java虛擬機會盡最大努力直接在此緩沖區(qū)上執(zhí)行本機的IO操作，也就是說，在每次調用基礎操作系統(tǒng)的一個本機IO操作前后，虛擬機都會盡量避免將內核緩沖區(qū)內容復制到用戶進程緩沖區(qū)中，或者反過來，盡量避免從用戶進程緩沖區(qū)復制到內核緩沖區(qū)中。

2. 直接緩沖區(qū)可以通過調用該緩沖區(qū)類的allocateDirect(int capacity) 方法創(chuàng)建，此方法返回的緩沖區(qū)進行分配和取消分配所需的成本要高于非直接緩沖區(qū)。直接緩沖區(qū)的內容駐留在垃圾回收堆之外，因此他們對應用程序內存（JVM內存）需求不大。所以建議直接緩沖區(qū)要分配給那些大型，持久（就是緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)會被重復利用）的緩沖區(qū)，一般情況下，最好僅在直接緩沖區(qū)能在程序性能帶來非常明顯的好處時才分配它們。

3. 直接緩沖區(qū)還可以通過FileCHannel的map()方法將文件區(qū)域映射到內存中來創(chuàng)建，該方法返回MappedByteBuffer。java平臺的實現(xiàn)有助于通過JNI本地代碼創(chuàng)建直接字節(jié)緩沖區(qū)，如果以上這些緩沖區(qū)中某個緩沖區(qū)實例指向的是不可訪問的內存區(qū)域，則試圖方法該區(qū)域不會更改緩沖區(qū)的內容，并且會在訪問期間或者稍后的某個時間導致報出不確定性異常。

4. 字節(jié)緩沖區(qū)是直接緩沖區(qū)還是非直接緩沖區(qū)可以通過調用其isDIrect()方法來判斷。

基于NIO的本地IO直接內存使用：

傳統(tǒng)IO對文件數(shù)據(jù)進行讀寫的流程：

流程說明（以上是應用程序完成一次文件拷貝的流程）：

1. 應用進程發(fā)起一個讀請求系統(tǒng)調用，然后進程切換到內核態(tài)。

2. DMA把磁盤數(shù)據(jù)復制到內核緩沖區(qū)中。

3. 內核把緩沖區(qū)數(shù)據(jù)復制到用戶緩沖區(qū)中。

4. 進程切換到用戶態(tài)。

5. 應用進程發(fā)起一個寫請求系統(tǒng)調用，然后進程切換到內核態(tài)。

6. 內核把用戶緩沖區(qū)數(shù)據(jù)復制到內核緩沖區(qū)。

7. DMA把內核緩沖區(qū)數(shù)據(jù)復制到磁盤上。

8. 返回。

以上流程一共進行了四次上下文切換，四次數(shù)據(jù)拷貝。

使用mmap實現(xiàn)對傳統(tǒng)文件IO優(yōu)化。

mmap：通過把內核緩沖區(qū)和用戶緩沖區(qū)映射在物理內存上映射為同一地址空間。這樣就不用對數(shù)據(jù)進行復制了。

這個是傳統(tǒng)的：

使用mmap后的IO大致流程：

數(shù)據(jù)拷貝次數(shù)從4次縮短到了兩次。

相關API demo以及比較：詳細api解釋可以查看Java NIO學習篇之通道FileChannel詳解

//使用直接緩沖區(qū)API進行一個700多M的文件進行拷貝
public static void testDirect(){
        try {
            long start = System.currentTimeMillis();
            FileChannel srcFileChannel = FileChannel.open(Paths.get("C:\\Users\\Yehaocong\\Desktop\\test\\95462017-1-64.flv"), StandardOpenOption.READ);
            FileChannel destFileChannel = FileChannel.open(Paths.get("C:\\Users\\Yehaocong\\Desktop\\test\\95462017-1-64-cp1.flv"),StandardOpenOption.CREATE,
                    StandardOpenOption.WRITE,StandardOpenOption.READ);
            MappedByteBuffer srcByteBuffer = srcFileChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY,0,srcFileChannel.size());
            MappedByteBuffer descByteBuffer = destFileChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE,0,srcFileChannel.size());
            descByteBuffer.put(srcByteBuffer);
            srcFileChannel.close();
            destFileChannel.close();
            System.out.println("直接緩沖區(qū)耗時：" + (System.currentTimeMillis()-start));
      } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

public static void testSimpleIO(){
        try {
            long start = System.currentTimeMillis();
            FileChannel srcFileChannel = FileChannel.open(Paths.get("C:\\Users\\Yehaocong\\Desktop\\test\\95462017-1-64.flv"), StandardOpenOption.READ);
            FileChannel destFileChannel = FileChannel.open(Paths.get("C:\\Users\\Yehaocong\\Desktop\\test\\95462017-1-64-cp.flv"),StandardOpenOption.CREATE,
                    StandardOpenOption.WRITE,StandardOpenOption.READ);
            ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate((int) srcFileChannel.size());
            while (srcFileChannel.read(byteBuffer)!=-1){
                byteBuffer.flip();
                destFileChannel.write(byteBuffer);
                byteBuffer.clear();
            }


            srcFileChannel.close();
            destFileChannel.close();

            System.out.println("非緩沖區(qū)耗時：" + (System.currentTimeMillis()-start));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

執(zhí)行結果：

感謝各位的閱讀，以上就是“Java NIO直接緩沖區(qū)和非直接緩沖區(qū)是什么”的內容了，經過本文的學習后，相信大家對Java NIO直接緩沖區(qū)和非直接緩沖區(qū)是什么這一問題有了更深刻的體會，具體使用情況還需要大家實踐驗證。這里是億速云，小編將為大家推送更多相關知識點的文章，歡迎關注！