1.前言

前面我們談到了Java NIO的眾多技術脈絡。下面我們來說一下Java NIO的技術核心：零拷貝技術，Kafka就是采用Java NIO零拷貝技術提升文件讀取性能。

2. JavaNIO中的零拷貝

2.1 NIO中內存映射方式I/O

首先要說明的是，JavaNIO中的Channel（通道）就相當于操作系統中的內核緩沖區，有可能是讀緩沖區，也有可能是網絡緩沖區，而Buffer就相當于操作系統中的用戶空間緩沖區。

File file = new File("test.zip"); RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(file, "rw"); FileChannel fileChannel = raf.getChannel(); MappedByteBuffer buffer = fileChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, fileChannel.size());

NIO中的FileChannel.map()方法其實就是采用了操作系統中的內存映射方式，將內核緩沖區的內存和用戶緩沖區的內存做了一個地址映射。它解決數據從磁盤讀取到內核緩沖區，然后內核緩沖區的數據復制移動到用戶空間緩沖區。程序還是需要從用戶態切換到內核態，然后再進行操作系統調用，并且數據移動和復制了兩次。

這種方式適合讀取大文件，同時也能對文件內容進行更改，但是如果其后要通過SocketChannel發送，還是需要CPU進行數據的拷貝。

processData(); // 數據處理完成以后，打卡一個SocketChannel SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open(new InetSocketAddress("", 1234)); // 這時依舊需要CPU將內核緩沖區的內容拷貝到網絡緩沖區 socketChannel.write(buffer);

2.2 NIO中的零拷貝

File file = new File("test.zip"); RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(file, "rw"); FileChannel fileChannel = raf.getChannel(); SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open(new InetSocketAddress("", 1234)); // 直接使用了transferTo()進行通道間的數據傳輸 fileChannel.transferTo(0, fileChannel.size(), socketChannel);

這種方式就是NIO中的零拷貝，我們來分析一下其中原理：

transferTo()方法直接將當前通道內容傳輸到另一個通道，沒有涉及到Buffer的任何操作，NIO中的Buffer是JVM堆或者堆外內存，但不論如何他們都是操作系統內核空間的內存。也就是說這種方式不會有內核緩沖區到用戶緩沖區的讀寫問題。

transferTo()的實現方式就是通過系統調用sendfile()（當然這是Linux中的系統調用），根據我們上面所寫說這個過程是效率遠高于從內核緩沖區到用戶緩沖區的讀寫的。

同理transferFrom()也是這種實現方式。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的NIO详解（十）：FileChannel零拷贝技术的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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