最近項目里有個需求需要實現文件拷貝，在java中文件拷貝流的讀寫，很容易就想到IO中的InputStream和OutputStream之類的，但是上網查了一下文件拷貝也是有很多種方法的，除了IO，還有NIO、Apache提供的工具類、JDK自帶的文件拷貝方法

IO拷貝

public class IOFileCopy {

private static final int BUFFER_SIZE = 1024;

public static void copyFile(String source, String target) {

long start = System.currentTimeMillis();

try(InputStream in = new FileInputStream(new File(source));

OutputStream out = new FileOutputStream(new File(target))) {

byte[] buffer = new byte[BUFFER_SIZE];

int len;

while ((len = in.read(buffer)) > 0) {

out.write(buffer, 0, len);

}

System.out.println(String.format("IO file copy cost %d msc", System.currentTimeMillis() - start));

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

傳統IO中文件讀取過程可以分為以下幾步：

內核從磁盤讀取數據到緩沖區，這個過程由磁盤操作器通過DMA操作將數據從磁盤讀取到內核緩沖區，該過程不依賴CPU

用戶進程在將數據從內核緩沖區拷貝到用戶空間緩沖區

用戶進程從用戶空間緩沖區讀取數據

NIO拷貝

NIO進行文件拷貝有兩種實現方式，一是通過管道，而是通過文件內存內存映射

public class NIOFileCopy {

public static void copyFile(String source, String target) {

long start = System.currentTimeMillis();

try(FileChannel input = new FileInputStream(new File(source)).getChannel();

FileChannel output = new FileOutputStream(new File(target)).getChannel()) {

output.transferFrom(input, 0, input.size());

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println(String.format("NIO file copy cost %d msc", System.currentTimeMillis() - start));

}

}

文件內存映射：

把內核空間地址與用戶空間的虛擬地址映射到同一個物理地址，DMA 硬件可以填充對內核與用戶空間進程同時可見的緩沖區了。用戶進程直接從內存中讀取文件內容，應用只需要和內存打交道，不需要進行緩沖區來回拷貝，大大提高了IO拷貝的效率。加載內存映射文件所使用的內存在Java堆區之外

public class NIOFileCopy2 {

public static void copyFile(String source, String target) {

long start = System.currentTimeMillis();

try(FileInputStream fis = new FileInputStream(new File(source));

FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File(target))) {

FileChannel sourceChannel = fis.getChannel();

FileChannel targetChannel = fos.getChannel();

MappedByteBuffer mappedByteBuffer = sourceChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, sourceChannel.size());

targetChannel.write(mappedByteBuffer);

} catch (FileNotFoundException e) {

e.printStackTrace();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println(String.format("NIO memory reflect file copy cost %d msc", System.currentTimeMillis() - start));

File targetFile = new File(target);

targetFile.delete();

}

}

NIO內存映射文件拷貝可以分為以下幾步

NIO的內存映射實際上就是少了一次從內核空間拷貝到用戶空間的過程，將對用戶緩沖區的讀改為從內存讀取

Files#copyFile方法

public class FilesCopy {

public static void copyFile(String source, String target) {

long start = System.currentTimeMillis();

try {

File sourceFile = new File(source);

File targetFile = new File(target);

Files.copy(sourceFile.toPath(), targetFile.toPath());

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println(String.format("FileCopy file copy cost %d msc", System.currentTimeMillis() - start));

}

}

FileUtils#copyFile方法

使用FileUtils之前需先引入依賴

依賴

commons-io

commons-io

2.4

FileUtils#copyFile封裝類：FileUtilsCopy.java

public class FileUtilsCopy {

public static void copyFile(String source, String target) {

long start = System.currentTimeMillis();

try {

FileUtils.copyFile(new File(source), new File(target));

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println(String.format("FileUtils file copy cost %d msc", System.currentTimeMillis() - start));

}

}

性能比較

既然有這么多種實現方法，肯定要從中選擇性能最佳的

測試環境：

windows 10

CPU 6核

JDK1.8

測試代碼：PerformTest.java

public class PerformTest {

private static final String source1 = "input/test1.txt";

private static final String source2 = "input/test2.txt";

private static final String source3 = "input/test3.txt";

private static final String source4 = "input/test4.txt";

private static final String target1 = "output/test1.txt";

private static final String target2 = "output/test2.txt";

private static final String target3 = "output/test3.txt";

private static final String target4 = "output/test4.txt";

public static void main(String[] args) {

IOFileCopy.copyFile(source1, target1);

NIOFileCopy.copyFile(source2, target2);

FilesCopy.copyFile(source3, target3);

FileUtilsCopy.copyFile(source4, target4);

}

}

總共執行了五次，讀寫的文件大小分別為9KB、23KB、239KB、1.77MB、12.7MB

注意：單位均為毫秒

從執行結果來看：

文件很小時 => IO > NIO【內存映射】> NIO【管道】 > Files#copy > FileUtils#copyFile

在文件較小時 => NIO【內存映射】> IO > NIO【管道】 > Files#copy > FileUtils#copyFile

在文件較大時 => NIO【內存映射】> > NIO【管道】> IO > Files#copy > FileUtils#copyFile

修改IO緩沖區大小對拷貝效率有影響，但是并不是越大性能越好，稍大于拷貝文件大小即可

文件較小時，IO效率高于NIO，NIO底層實現較為復雜，NIO的優勢不明顯。同時NIO內存映射初始化耗時，所以在文件較小時和IO復制相比沒有優勢

如果追求效率可以選擇NIO的內存映射去實現文件拷貝，但是對于大文件使用內存映射拷貝要格外關注系統內存的使用率。推薦：大文件拷貝使用內存映射，原文是這樣的:

For most operating systems, mapping a file into memory is more

expensive than reading or writing a few tens of kilobytes of data via

the usual {@link #read read} and {@link #write write} methods. From the

standpoint of performance it is generally only worth mapping relatively

large files into memory

絕大多數操作系統的內存映射開銷大于IO開銷

同時通過測試結果來看，工具類和JDK提供的文件復制方法效果并不高，如果不追求效率還是可以使用一下，畢竟能少寫一行代碼就少寫一行代碼，寫代碼沒有摸魚來的快樂

總結

以上是生活随笔為你收集整理的nio java 内核拷贝_大文件拷贝，试试NIO的内存映射的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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