定義

以上是書(shū)《深入理解java虛擬機(jī)》對(duì)直接內(nèi)存的描述。直接緩沖區(qū)用的就是直接內(nèi)存。

1. java nio字節(jié)緩沖區(qū)要么是直接的，要么是非直接的。如果為直接字節(jié)緩沖區(qū)，則java虛擬機(jī)會(huì)盡最大努力直接在此緩沖區(qū)上執(zhí)行本機(jī)的IO操作，也就是說(shuō)，在每次調(diào)用基礎(chǔ)操作系統(tǒng)的一個(gè)本機(jī)IO操作前后，虛擬機(jī)都會(huì)盡量避免將內(nèi)核緩沖區(qū)內(nèi)容復(fù)制到用戶進(jìn)程緩沖區(qū)中，或者反過(guò)來(lái)，盡量避免從用戶進(jìn)程緩沖區(qū)復(fù)制到內(nèi)核緩沖區(qū)中。
2. 直接緩沖區(qū)可以通過(guò)調(diào)用該緩沖區(qū)類(lèi)的allocateDirect(int capacity) 方法創(chuàng)建，此方法返回的緩沖區(qū)進(jìn)行分配和取消分配所需的成本要高于非直接緩沖區(qū)。直接緩沖區(qū)的內(nèi)容駐留在垃圾回收堆之外，因此他們對(duì)應(yīng)用程序內(nèi)存（JVM內(nèi)存）需求不大。所以建議直接緩沖區(qū)要分配給那些大型，持久（就是緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)會(huì)被重復(fù)利用）的緩沖區(qū)，一般情況下，最好僅在直接緩沖區(qū)能在程序性能帶來(lái)非常明顯的好處時(shí)才分配它們。
3. 直接緩沖區(qū)還可以通過(guò)FileCHannel的map()方法將文件區(qū)域映射到內(nèi)存中來(lái)創(chuàng)建，該方法返回MappedByteBuffer。java平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)有助于通過(guò)JNI本地代碼創(chuàng)建直接字節(jié)緩沖區(qū)，如果以上這些緩沖區(qū)中某個(gè)緩沖區(qū)實(shí)例指向的是不可訪問(wèn)的內(nèi)存區(qū)域，則試圖方法該區(qū)域不會(huì)更改緩沖區(qū)的內(nèi)容，并且會(huì)在訪問(wèn)期間或者稍后的某個(gè)時(shí)間導(dǎo)致報(bào)出不確定性異常。
4. 字節(jié)緩沖區(qū)是直接緩沖區(qū)還是非直接緩沖區(qū)可以通過(guò)調(diào)用其isDIrect()方法來(lái)判斷。

基于NIO的本地IO直接內(nèi)存使用：

傳統(tǒng)IO對(duì)文件數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫(xiě)的流程：

流程說(shuō)明（以上是應(yīng)用程序完成一次文件拷貝的流程）：

1. 應(yīng)用進(jìn)程發(fā)起一個(gè)讀請(qǐng)求系統(tǒng)調(diào)用，然后進(jìn)程切換到內(nèi)核態(tài)。
2. DMA把磁盤(pán)數(shù)據(jù)復(fù)制到內(nèi)核緩沖區(qū)中。
3. 內(nèi)核把緩沖區(qū)數(shù)據(jù)復(fù)制到用戶緩沖區(qū)中。
4. 進(jìn)程切換到用戶態(tài)。
5. 應(yīng)用進(jìn)程發(fā)起一個(gè)寫(xiě)請(qǐng)求系統(tǒng)調(diào)用，然后進(jìn)程切換到內(nèi)核態(tài)。
6. 內(nèi)核把用戶緩沖區(qū)數(shù)據(jù)復(fù)制到內(nèi)核緩沖區(qū)。
7. DMA把內(nèi)核緩沖區(qū)數(shù)據(jù)復(fù)制到磁盤(pán)上。
8. 返回。

以上流程一共進(jìn)行了四次上下文切換，四次數(shù)據(jù)拷貝。

使用mmap實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)文件IO優(yōu)化。

mmap：通過(guò)把內(nèi)核緩沖區(qū)和用戶緩沖區(qū)映射在物理內(nèi)存上映射為同一地址空間。這樣就不用對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)制了。

這個(gè)是傳統(tǒng)的：

使用mmap后的IO大致流程：

數(shù)據(jù)拷貝次數(shù)從4次縮短到了兩次。

相關(guān)API demo以及比較：詳細(xì)api解釋可以查看Java NIO學(xué)習(xí)篇之通道FileChannel詳解

//使用直接緩沖區(qū)API進(jìn)行一個(gè)700多M的文件進(jìn)行拷貝
public static void testDirect(){
        try {
            long start = System.currentTimeMillis();
            FileChannel srcFileChannel = FileChannel.open(Paths.get("C:\\Users\\Yehaocong\\Desktop\\test\\95462017-1-64.flv"), StandardOpenOption.READ);
            FileChannel destFileChannel = FileChannel.open(Paths.get("C:\\Users\\Yehaocong\\Desktop\\test\\95462017-1-64-cp1.flv"),StandardOpenOption.CREATE,
                    StandardOpenOption.WRITE,StandardOpenOption.READ);
            MappedByteBuffer srcByteBuffer = srcFileChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY,0,srcFileChannel.size());
            MappedByteBuffer descByteBuffer = destFileChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE,0,srcFileChannel.size());
            descByteBuffer.put(srcByteBuffer);
            srcFileChannel.close();
            destFileChannel.close();
            System.out.println("直接緩沖區(qū)耗時(shí)：" + (System.currentTimeMillis()-start));
      } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

public static void testSimpleIO(){
        try {
            long start = System.currentTimeMillis();
            FileChannel srcFileChannel = FileChannel.open(Paths.get("C:\\Users\\Yehaocong\\Desktop\\test\\95462017-1-64.flv"), StandardOpenOption.READ);
            FileChannel destFileChannel = FileChannel.open(Paths.get("C:\\Users\\Yehaocong\\Desktop\\test\\95462017-1-64-cp.flv"),StandardOpenOption.CREATE,
                    StandardOpenOption.WRITE,StandardOpenOption.READ);
            ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate((int) srcFileChannel.size());
            while (srcFileChannel.read(byteBuffer)!=-1){
                byteBuffer.flip();
                destFileChannel.write(byteBuffer);
                byteBuffer.clear();
            }


            srcFileChannel.close();
            destFileChannel.close();

            System.out.println("非緩沖區(qū)耗時(shí)：" + (System.currentTimeMillis()-start));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

執(zhí)行結(jié)果：

?

到此這篇關(guān)于淺析Java NIO 直接緩沖區(qū)和非直接緩沖區(qū)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java NIO 直接緩沖區(qū)和非直接緩沖區(qū)內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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