二、java基础之nio编程(直接缓冲区与非直接缓冲)

一、背景

1.承接上一篇博客，咱们今天继续来研究下nio编程，废话不多说，来开始今天的总结。具体可以参考下上篇文章：https://blog.csdn.net/chenmingxu438521/article/details/103967066

二、直接缓冲区与非直接缓冲的区别

1.非直接缓冲区：通过 allocate() 方法分配缓冲区，将缓冲区建立在 JVM 的内存中

 2.直接缓冲区：通过 allocateDirect() 方法分配直接缓冲区，将缓冲区建立在物理内存中。可以提高效率

3.分析

3.1.字节缓冲区要么是直接的，要么是非直接的。如果为直接字节缓冲区，则 Java 虚拟机会尽最大努力直接在此缓冲区上执行本机 I/O 操作。也就是说，在每次调用基础操作系统的一个本机 I/O 操作之前（或之后），虚拟机都会尽量避免将缓冲区的内容复制到中间缓冲区中（或从中间缓冲区中复制内容）。

3.2.通道表示打开到 IO 设备(例如：文件、套接字)的连接。若需要使用 NIO 系统，需要获取用于连接 IO 设备的通道以及用于容纳数据的缓冲区。然后操作缓冲区，对数据进行处理。Channel 负责传输， Buffer 负责存储。通道是由 java.nio.channels 包定义的。 Channel 表示 IO 源与目标打开的连接。Channel 类似于传统的“流”。只不过 Channel本身不能直接访问数据， Channel 只能与Buffer 进行交互。

4.代码

@Test
	// 使用直接缓冲区完成文件的复制(內存映射文件)
	public void test2() throws IOException {
		FileChannel inChannel = FileChannel.open(Paths.get("1.png"), StandardOpenOption.READ);
		FileChannel outChannel = FileChannel.open(Paths.get("2.png"), StandardOpenOption.READ, StandardOpenOption.WRITE,
				StandardOpenOption.CREATE);
		// 映射文件
		MappedByteBuffer inMapperBuff = inChannel.map(MapMode.READ_ONLY, 0, inChannel.size());
		MappedByteBuffer outMapperBuff = outChannel.map(MapMode.READ_WRITE, 0, inChannel.size());
		// 直接对缓冲区进行数据读写操作
		byte[] dst = new byte[inMapperBuff.limit()];
		inMapperBuff.get(dst);
		outMapperBuff.put(dst);
		outChannel.close();
		inChannel.close();
	}

	@Test
	// 1.利用通道完成文件复制(非直接缓冲区)
	public void test1() throws IOException {
		FileInputStream fis = new FileInputStream("1.png");
		FileOutputStream fos = new FileOutputStream("2.png");
		// ①获取到通道
		FileChannel inChannel = fis.getChannel();
		FileChannel outChannel = fos.getChannel();

		// ②分配指定大小的缓冲区
		ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
		while (inChannel.read(buf) != -1) {
			buf.flip();// 切换到读取模式
			outChannel.write(buf);
			buf.clear();// 清空缓冲区
		}
		// 关闭连接
		outChannel.close();
		inChannel.close();
		fos.close();
		fis.close();
	}
直接缓冲区与非直接缓冲耗时计算
	@Test
	// 使用直接缓冲区完成文件的复制(內存映射文件) //428、357
	public void test2() throws IOException {
		long startTime = System.currentTimeMillis();
		FileChannel inChannel = FileChannel.open(Paths.get("f://1.mp4"), StandardOpenOption.READ);
		FileChannel outChannel = FileChannel.open(Paths.get("f://2.mp4"), StandardOpenOption.READ, StandardOpenOption.WRITE,
				StandardOpenOption.CREATE);
		// 映射文件
		MappedByteBuffer inMapperBuff = inChannel.map(MapMode.READ_ONLY, 0, inChannel.size());
		MappedByteBuffer outMapperBuff = outChannel.map(MapMode.READ_WRITE, 0, inChannel.size());
		// 直接对缓冲区进行数据读写操作
		byte[] dst = new byte[inMapperBuff.limit()];
		inMapperBuff.get(dst);
		outMapperBuff.put(dst);
		outChannel.close();
		inChannel.close();
		long endTime = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("内存映射文件耗时:"+(endTime-startTime));
	}
	@Test
	// 1.利用通道完成文件复制(非直接缓冲区)
	public void test1() throws IOException {  //11953 、3207、3337
		long startTime = System.currentTimeMillis();
		FileInputStream fis = new FileInputStream("f://1.mp4");
		FileOutputStream fos = new FileOutputStream("f://2.mp4");
		// ①获取到通道
		FileChannel inChannel = fis.getChannel();
		FileChannel outChannel = fos.getChannel();

		// ②分配指定大小的缓冲区
		ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
		while (inChannel.read(buf) != -1) {
			buf.flip();// 切换到读取模式
			outChannel.write(buf);
			buf.clear();// 清空缓冲区
		}
		// 关闭连接
		outChannel.close();
		inChannel.close();
		fos.close();
		fis.close();
		long endTime = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("非缓冲区:"+(endTime-startTime));
	}

三、分散读取与聚集写入

1.分散读取(scattering Reads)：将通道中的数据分散到多个缓冲区中

2.聚集写入(gathering Writes)：将多个缓冲区的数据聚集到通道中

3.代码

public class Test004 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        RandomAccessFile raf1 = new RandomAccessFile("e://test.txt", "rw");
        // 1.获取通道
        FileChannel channel = raf1.getChannel();
        // 2.分配指定大小的指定缓冲区
        ByteBuffer buf1 = ByteBuffer.allocate(100);
        ByteBuffer buf2 = ByteBuffer.allocate(1024);
        // 3.分散读取
        ByteBuffer[] bufs = { buf1, buf2 };
        channel.read(bufs);
        for (ByteBuffer byteBuffer : bufs) {
            // 切换为读取模式
            byteBuffer.flip();
        }
        System.out.println(new String(bufs[0].array(), 0, bufs[0].limit()));
        System.out.println("------------------分算读取线分割--------------------");
        System.out.println(new String(bufs[1].array(), 0, bufs[1].limit()));
        // 聚集写入
        RandomAccessFile raf2 = new RandomAccessFile("e://2.txt", "rw");
        FileChannel channel2 = raf2.getChannel();
        channel2.write(bufs);
    }
}

四、结束

Always keep the faith!!!