NIO中FileChannel和MappedByteBuffer原理和性能對比

MappedByteBuffer實現(xiàn)MMAP(Memory Mapped Files)技術(內(nèi)存映射)

mmap(Memory Mapped Files),簡單描述其作用就是:將磁盤文件映射到內(nèi)存, 用戶通過修改內(nèi)存就能修改磁盤文件执虹。
它的工作原理是直接利用操作系統(tǒng)的Page來實現(xiàn)文件到物理內(nèi)存的直接映射溅漾。完成映射之后你對物理內(nèi)存的操作會被同步到硬盤上(操作系統(tǒng)在適當?shù)臅r候)荣回。
通過mmap,進程像讀寫硬盤一樣讀寫內(nèi)存(當然是虛擬機內(nèi)存),也不必關心內(nèi)存的大小有虛擬內(nèi)存為我們兜底患亿。使用這種方式可以獲取很大的I/O提升臂拓,省去了用戶空間到內(nèi)核空間復制的開銷贴彼。
mmap也有一個很明顯的缺陷——不可靠,寫到mmap中的數(shù)據(jù)并沒有被真正的寫到硬盤埃儿,操作系統(tǒng)會在程序主動調(diào)用flush的時候才把數(shù)據(jù)真正的寫到硬盤器仗。

benchmark比較:

小數(shù)據(jù)量測試,每次32byte

FileChannel的性能

/*
 @author:   chenyang
 @date  2019/11/10 12:10 AM

*/

import java.io.RandomAccessFile;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;

public class NormalNio {

    RandomAccessFile aFile;

    FileChannel inChannel;

    public NormalNio() throws Exception{
        this.aFile = new RandomAccessFile("/Users/chenyang/data/nio-data.txt", "rw");
        this.inChannel = aFile.getChannel();
        
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception{
        NormalNio normalNio=new NormalNio();

        long start= System.currentTimeMillis();
        for(int k=0;k<100;k++) {//100*1024*1024=100m
            System.out.println(k);
            for (int i = 0; i < 1024; i++) {//1024*1024=1m
                for (int j = 0; j < 32; j++) {//1024
                    normalNio.writeFile();
                }
            }
        }
        System.out.println("執(zhí)行時間:"+(System.currentTimeMillis()-start)/1000);
        normalNio.inChannel.close();
    }


    private void writeFile() throws Exception{
        inChannel.position(aFile.length());
        String newData = "aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa" ;
        byte[] bytes=newData.getBytes();
        ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
        buf.put(bytes);
        buf.flip();
        while (buf.hasRemaining()) {
            inChannel.write(buf);
        }
    }
}

響應時間:25s

MappedByteBuffer(MMAP)的性能:

import java.io.RandomAccessFile;
import java.nio.MappedByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;

public class MappedByteBufferNio {

    RandomAccessFile aFile;

    FileChannel inChannel;

    MappedByteBuffer mappedByteBuffer;

    public MappedByteBufferNio() throws Exception{
        this.aFile = new RandomAccessFile("/Users/chenyang/data/nio-data.txt", "rw");
        this.inChannel = aFile.getChannel();
        //將文件的前 100*1024*1024 個字節(jié)映射到內(nèi)存中
        this.mappedByteBuffer=inChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE,0,100*1024*1024);
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception{
        MappedByteBufferNio mappedByteBufferNio=new MappedByteBufferNio();

        long start= System.currentTimeMillis();
        for(int k=0;k<100;k++) {//100*1024*1024=100m
            System.out.println(k);
            for (int i = 0; i < 1024; i++) {//1024*1024=1m
                for (int j = 0; j < 32; j++) {//1024
                    mappedByteBufferNio.writeFile();
                }
            }
        }
        System.out.println("執(zhí)行時間:"+(System.currentTimeMillis()-start)/1000);
        mappedByteBufferNio.inChannel.close();
        mappedByteBufferNio.aFile.close();
    }


    private void writeFile() throws Exception{
        inChannel.position(aFile.length());
        String newData = "aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa" ;//32 byte
        byte[] bytes=newData.getBytes();
        mappedByteBuffer.put(bytes);

    }
}

響應時間:6s

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