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在Java编程语言中，操作文件IO的时候，通常采用BufferedReader，BufferedInputStream等带缓冲的IO类处理大文件，不过java nio中引入了一种基于MappedByteBuffer操作大文件的方式，其读写性能极高，比起bio的模型处理方式，它大大的加大了支持解析读取文件的数量和空间。
正在运行的一个进程，它所需的内存是有可能大于内存条容量之和的，如内存条是256M，程序却要创建一个2G的数据区，那么所有数据不可能都加载到内存（物理内存），必然有数据要放到其他介质中（比如硬盘），待进程需要访问那部分数据时，再调度进入物理内存，而这种场景下，被调度到硬盘的资源空间所占用的存储，我们便将他理解为虚拟内存。
从大体上讲一下MappedByteBuffer 究竟是什么。从继承结构上来讲，MappedByteBuffer 继承自 ByteBuffer，所以，ByteBuffer 有的能力它全有；像变动 position 和 limit 指针啦、包装一个其他种类Buffer的视图啦，内部维护了一个逻辑地址address。
FileChannel 提供了 map 方法来把文件映射为 MappedByteBuffer： MappedByteBuffer map(int mode,long position,long size); 可以把文件的从 position 开始的 size 大小的区域映射为 MappedByteBuffer，mode 指出了可访问该内存映像文件的方式，共有三种，分别为：
//一个byte占1B，所以共向文件中存128M的数据
int length = 0x8FFFFFF;
try (FileChannel channel = FileChannel.open(Paths.get("src/c.txt"),
StandardOpenOption.READ, StandardOpenOption.WRITE);) {
MappedByteBuffer mapBuffer = channel.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, 0, length);
for(int i=0;i<length;i++) {
mapBuffer.put((byte)0);
}
for(int i = length/2;i<length/2+4;i++) {
//像数组一样访问
System.out.println(mapBuffer.get(i));
}
}import java.io.DataInputStream;
import java.io.DataOutputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.nio.MappedByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.nio.file.Paths;
import java.nio.file.StandardOpenOption;
public class TestMappedByteBuffer {
private static int length = 0x2FFFFFFF;//1G
private abstract static class Tester {
private String name;
public Tester(String name) {
this.name = name;
}
public void runTest() {
System.out.print(name + ": ");
long start = System.currentTimeMillis();
test();
System.out.println(System.currentTimeMillis()-start+" ms");
}
public abstract void test();
}
private static Tester[] testers = {
new Tester("Stream RW") {
public void test() {
try (FileInputStream fis = new FileInputStream(
"src/a.txt");
DataInputStream dis = new DataInputStream(fis);
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(
"src/a.txt");
DataOutputStream dos = new DataOutputStream(fos);) {
byte b = (byte)0;
for(int i=0;i<length;i++) {
dos.writeByte(b);
dos.flush();
}
while (dis.read()!= -1) {
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
},
new Tester("Mapped RW") {
public void test() {
try (FileChannel channel = FileChannel.open(Paths.get("src/b.txt"),
StandardOpenOption.READ, StandardOpenOption.WRITE);) {
MappedByteBuffer mapBuffer = channel.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, 0, length);
for(int i=0;i<length;i++) {
mapBuffer.put((byte)0);
}
mapBuffer.flip();
while(mapBuffer.hasRemaining()) {
mapBuffer.get();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
},
new Tester("Mapped PRIVATE") {
public void test() {
try (FileChannel channel = FileChannel.open(Paths.get("src/c.txt"),
StandardOpenOption.READ, StandardOpenOption.WRITE);) {
MappedByteBuffer mapBuffer = channel.map(FileChannel.MapMode.PRIVATE, 0, length);
for(int i=0;i<length;i++) {
mapBuffer.put((byte)0);
}
mapBuffer.flip();
while(mapBuffer.hasRemaining()) {
mapBuffer.get();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
};
public static void main(String[] args) {
for(Tester tester:testers) {
tester.runTest();
}
}
}FileChannel提供了map方法把文件映射到虚拟内存，通常情况可以映射整个文件，如果文件比较大，可以进行分段映射。
FileChannel中的几个变量：
接下去通过分析源码，了解一下map过程的内部实现。通过RandomAccessFile获取FileChannel。
public final FileChannel getChannel() {
synchronized (this) {
if (channel == null) {
channel = FileChannelImpl.open(fd, path, true, rw, this);
}
return channel;
}
}上述实现可以看出，由于synchronized ，只有一个线程能够初始化FileChannel。通过FileChannel.map方法，把文件映射到虚拟内存，并返回逻辑地址address，实现如下：
public MappedByteBuffer map(MapMode mode, long position, long size) throws IOException {
int pagePosition = (int)(position % allocationGranularity);
long mapPosition = position - pagePosition;
long mapSize = size + pagePosition;
try {
addr = map0(imode, mapPosition, mapSize);
} catch (OutOfMemoryError x) {
System.gc();
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException y) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
try {
addr = map0(imode, mapPosition, mapSize);
} catch (OutOfMemoryError y) {
// After a second OOME, fail
throw new IOException("Map failed", y);
}
}
int isize = (int)size;
Unmapper um = new Unmapper(addr, mapSize, isize, mfd);
if ((!writable) || (imode == MAP_RO)) {
return Util.newMappedByteBufferR(isize,
addr + pagePosition,
mfd,
um);
} else {
return Util.newMappedByteBuffer(isize,
addr + pagePosition,
mfd,
um);
}
}上述代码可以看出，最终map通过native函数map0完成文件的映射工作。
static MappedByteBuffer newMappedByteBuffer(int size, long addr, FileDescriptor fd, Runnable unmapper) {
MappedByteBuffer dbb;
if (directByteBufferConstructor == null)
initDBBConstructor();
dbb = (MappedByteBuffer)directByteBufferConstructor.newInstance(
new Object[] { new Integer(size),
new Long(addr),
fd,
unmapper }
return dbb;
}
// 访问权限
private static void initDBBConstructor() {
AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() {
public Void run() {
Class<?> cl = Class.forName("java.nio.DirectByteBuffer");
Constructor<?> ctor = cl.getDeclaredConstructor(
new Class<?>[] { int.class,
long.class,
FileDescriptor.class,
Runnable.class });
ctor.setAccessible(true);
directByteBufferConstructor = ctor;
}});
}由于FileChannelImpl和DirectByteBuffer不在同一个包中，所以有权限访问问题，通过AccessController类获取DirectByteBuffer的构造器进行实例化。
DirectByteBuffer是MappedByteBuffer的一个子类，其实现了对内存的直接操作。
MappedByteBuffer的get方法最终通过DirectByteBuffer.get方法实现的。
public byte get() {
return ((unsafe.getByte(ix(nextGetIndex()))));
}
public byte get(int i) {
return ((unsafe.getByte(ix(checkIndex(i)))));
}
private long ix(int i) {
return address + (i << 0);
}从代码层面上看，从硬盘上将文件读入内存，都要经过文件系统进行数据拷贝，并且数据拷贝操作是由文件系统和硬件驱动实现的，理论上来说，拷贝数据的效率是一样的。
采用内存映射的读写效率要比传统的read/write性能高。
通过MappedByteBuffer读取文件
public class MappedByteBufferTest {
public static void main(String[] args) {
File file = new File("D://data.txt");
long len = file.length();
byte[] ds = new byte[(int) len];
try {
MappedByteBuffer mappedByteBuffer = new RandomAccessFile(file, "r")
.getChannel().map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, len);
for (int offset = 0; offset < len; offset++) {
byte b = mappedByteBuffer.get();
ds[offset] = b;
}
Scanner scan = new Scanner(new ByteArrayInputStream(ds)).useDelimiter(" ");
while (scan.hasNext()) {
System.out.print(scan.next() + " ");
}
} catch (IOException e) {}
}
}MappedByteBuffer使用虚拟内存，因此分配(map)的内存大小不受JVM的-Xmx参数限制，但是也是有大小限制的。
如果当文件超出1.5G限制时，可以通过position参数重新map文件后面的内容。
MappedByteBuffer在处理大文件时的确性能很高，但也存在一些问题，如内存占用、文件关闭不确定，被其打开的文件只有在垃圾回收的才会被关闭，而且这个时间点是不确定的。
javadoc中也提到：A mapped byte buffer and the file mapping that it represents remain valid until the buffer itself is garbage-collected.*
https://blog.csdn.net/qq_41969879/article/details/81629469
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