Java NIO FileChannel与FileOutputstream的性能/实用性

我试图弄清楚，当我们使用nio FileChannel与常规的FileInputStream/FileOuputStream方式将文件读写到文件系统时，性能（或优势）是否存在任何差异。我观察到，在我的机器上，两者的性能都相同，而且FileChannel速度也慢了很多倍。请问您可以比较这两种方法的更多详细信息。这是我使用的代码，正在测试的文件在左右350MB。如果我不考虑随机访问或其他此类高级功能，是否可以将基于NIO的类用于文件I / O是一个好选择吗？

package trialjavaprograms;

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.InputStream;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;

public class JavaNIOTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        useNormalIO();
        useFileChannel();
    }

    private static void useNormalIO() throws Exception {
        File file = new File("/home/developer/test.iso");
        File oFile = new File("/home/developer/test2");

        long time1 = System.currentTimeMillis();
        InputStream is = new FileInputStream(file);
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(oFile);
        byte[] buf = new byte[64 * 1024];
        int len = 0;
        while((len = is.read(buf)) != -1) {
            fos.write(buf, 0, len);
        }
        fos.flush();
        fos.close();
        is.close();
        long time2 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("Time taken: "+(time2-time1)+" ms");
    }

    private static void useFileChannel() throws Exception {
        File file = new File("/home/developer/test.iso");
        File oFile = new File("/home/developer/test2");

        long time1 = System.currentTimeMillis();
        FileInputStream is = new FileInputStream(file);
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(oFile);
        FileChannel f = is.getChannel();
        FileChannel f2 = fos.getChannel();

        ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocateDirect(64 * 1024);
        long len = 0;
        while((len = f.read(buf)) != -1) {
            buf.flip();
            f2.write(buf);
            buf.clear();
        }

        f2.close();
        f.close();

        long time2 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("Time taken: "+(time2-time1)+" ms");
    }
}

我对大型文件的体验java.nio比更快java.io。 确实更快。 例如在> 250％的范围内。也就是说，我正在消除明显的瓶颈，我认为这可能会影响您的微基准测试。调查的潜在领域：

缓冲区大小。 您基本上拥有的算法是

• 从磁盘复制到缓冲区
• 从缓冲区复制到磁盘

我自己的经验是，此缓冲区大小已经可以调整。我为应用程序的一部分分配了4KB，为另一部分分配了256KB。我怀疑您的代码正在遭受如此大的缓冲区。使用1KB，2KB，4KB，8KB，16KB，32KB和64KB的缓冲区运行一些基准测试以向自己证明。

不要执行读写同一磁盘的Java基准测试。

如果这样做，那么您实际上是在对磁盘进行基准测试，而不是对Java进行基准测试。我还建议，如果您的CPU不忙，那么您可能会遇到其他瓶颈。

如果不需要，请不要使用缓冲区。

如果目标是其他磁盘或NIC，为什么还要复制到内存？对于较大的文件，确保的延迟是不平凡的。

就像其他人所说的那样，请使用FileChannel.transferTo()或FileChannel.transferFrom()。这里的主要优点是，JVM使用操作系统对DMA（直接内存访问）的访问（如果存在）。（这取决于实现方式，但是在通用CPU上使用现代的Sun和IBM版本是不错的选择。） 发生的情况是数据直接往返于磁盘，总线，再到目的地……绕过任何电路RAM或CPU。

我日夜不停地工作的Web应用程序非常繁忙。我也做了微观基准和现实基准。结果在我的博客上，看看：

• 实际性能指标：java.io与java.nio
• 实际性能指标：java.io与java.nio（续集）

使用生产数据和环境

微观基准易于失真。如果可以的话，请根据预期的负载，在预期的硬件上，按照计划做的工作来收集数据。

我的基准是可靠且可靠的，因为它们是在生产系统，强大的系统，有负载的系统以及日志中收集的。 不是我的笔记本电脑的7200 RPM 2.5英寸SATA驱动器，而当我密切关注JVM在硬盘上工作时。

你在做什么？这很重要。

如果您要比较的是文件复制的性能，那么对于通道测试，您应该这样做：

final FileInputStream inputStream = new FileInputStream(src);
final FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream(dest);
final FileChannel inChannel = inputStream.getChannel();
final FileChannel outChannel = outputStream.getChannel();
inChannel.transferTo(0, inChannel.size(), outChannel);
inChannel.close();
outChannel.close();
inputStream.close();
outputStream.close();

这不会比将自己从一个频道缓冲到另一个频道要慢，并且可能会大大加快速度。根据Javadocs：

许多操作系统可以直接将字节从文件系统高速缓存传输到目标通道，而无需实际复制它们。

根据我的测试（Win7 64位，6GB RAM，Java6），NIO transferFrom仅对于小文件而言很快，而对大文件来说则非常慢。NIO数据缓冲区翻转始终优于标准IO。

• 复制1000x2MB

  1. NIO（transferFrom）〜2300毫秒
  2. NIO（直接数据缓冲区5000b翻转）〜3500ms
  3. 标准IO（缓冲区5000b）〜6000ms

• 复制100x20mb

  1. NIO（直接数据缓冲区5000b翻转）〜4000ms
  2. NIO（transferFrom）〜5000毫秒
  3. 标准IO（缓冲区5000b）〜6500ms

• 复制1x1000mb

  1. NIO（直接datababuffer 5000b翻转）〜4500s
  2. 标准IO（缓冲区5000b）〜7000ms
  3. NIO（transferFrom）〜8000毫秒

transferTo（）方法适用于文件块；并不是要用作高级文件复制方法： 如何在Windows XP中复制大文件？

回答问题的“有用性”部分：

使用FileChannelover的一个相当微妙的陷阱FileOutputStream是，从处于中断状态的线程执行其任何阻塞操作（例如read()或write()）都会导致该通道突然关闭。java.nio.channels.ClosedByInterruptException

现在，如果将FileChannel用于线程的任何内容作为线程主要功能的一部分，则这可能是一件好事，并且在设计时已将其考虑在内。

但是，如果由某些辅助功能（例如记录功能）使用，它也可能令人讨厌。例如，如果日志记录函数碰巧被也被中断的线程调用，则您会发现日志记录输出突然关闭。

不幸的是，这是如此微妙，因为不考虑这一点会导致影响写入完整性的错误。^{[1] [2]}

• ^[1] https://bugs.openjdk.java.net/browse/JDK-4469683
• ^[2] http://bugs.java.com/bugdatabase/view_bug.do?bug_id=6608965

我测试了FileInputStream与FileChannel解码base64编码文件的性能。以我的经验，我测试了相当大的文件，传统的io总是比nio快一点。

由于与io相关的类中的同步开销，FileChannel在早期版本的jvm中可能具有优势，但是现代的jvm非常擅长删除不需要的锁。

如果您未使用transferTo功能或非阻塞功能，您将不会注意到传统IO和NIO（2）之间的差异，因为传统IO会映射到NIO。

但是，如果您可以使用诸如transferFrom / To之类的NIO功能，或者想使用Buffers，那么当然要走NIO。

我的经验是，NIO处理小文件要快得多。但是，对于大文件，FileInputStream / FileOutputStream更快。