Atitit.病毒木马的快速扩散机制原理nio 内存映射MappedByteBuffer

1. Java NIO(New Input/Output)

NIO之所以比java.io更加高效，是因为NIO面向的是data chunks，而java.io基本上是面向byte的。

——新的输入/输出API包——是2002年引入到J2SE 1.4里的。Java NIO的目标是提高Java平台上的I/O密集型任务的性能。过了十年，很多Java开发者还是不知道怎么充分利用NIO，更少的人知道在Java SE 7里引入了更新的输入/输出 API（NIO.2）。这篇教程展示了5个在Java编程的一些常见场景里使用NIO和NIO.2包的简单示例。

NIO和NIO.2对于Java平台最大的贡献是提高了Java应用开发中的一个核心组件的性能：输入/输出处理。不过这两个包都不是很好用，并且它们也不是适用于所有的场景。如果能够正确地使用的话，Java NIO和NIO.2可以大大减少一些常用I/O操作所花的时间。这就是NIO和NIO.2所具有的超能力，我会在这篇文章里向你展示5种使用它们的简单方式。

为了进一步挖掘NIO的能力，我又改用MappedByteBuffer执行测试，这个类是构建在操作系统的虚拟内存机制上的。根据java文档所说，这个类在性能方面是最好的

作者:: ★(attilax)>>> 绰号:老哇的爪子（全名：：Attilax Akbar Al Rapanui 阿提拉克斯阿克巴阿尔拉帕努伊）汉字名：艾龙， EMAIL:1466519819@qq.com

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1.1. 变更通知（因为每个事件都需要一个监听者）

1.2. 选择器和异步IO：通过选择器来提高多路复用

1.3. 通道——承诺与现实

1.4. 内存映射——好钢用在刀刃上

1.5. 字符编码和搜索

NIO的背景

为什么一个已经存在10年的增强包还是Java的新I/O包呢？原因是对于大多数的Java程序员而言，基本的I/O操作都能够胜任。在日常工作中，大部分的Java开发者没有必要去学习NIO。更进一步，NIO不仅仅是一个性能提升包。相反，它是一个和Java I/O相关的不同功能的集合。NIO通过使得Java应用的性能“更加接近实质”来达到性能提升的效果，也就是意味着NIO和NIO.2的API暴露了低层次的系统操作的入口。NIO的代价就是它在提供更强大的I/O控制能力的同时，也要求我们比使用基本的I/O编程更加细心地使用和练习。NIO的另一特点是它对于应用程序的表现力的关注，这个我们会在下面的练习中看到。

2. MappedByteBuffer

java处理大文件，一般用BufferedReader,BufferedInputStream这类带缓冲的Io类，不过如果文件超大的话，更快的方式是采用MappedByteBuffer。

MappedByteBuffer是java nio引入的文件内存映射方案，读写性能极高。NIO最主要的就是实现了对异步操作的支持。其中一种通过把一个套接字通道(SocketChannel)注册到一个选择器(Selector)中,不时调用后者的选择(select)方法就能返回满足的选择键(SelectionKey),键中包含了SOCKET事件信息。这就是select模型。
SocketChannel的读写是通过一个类叫ByteBuffer(java.nio.ByteBuffer)来操作的.这个类本身的设计是不错的,比直接操作byte[]方便多了. ByteBuffer有两种模式:直接/间接.间接模式最典型(也只有这么一种)的就是HeapByteBuffer,即操作堆内存 (byte[]).但是内存毕竟有限,如果我要发送一个1G的文件怎么办?不可能真的去分配1G的内存.这时就必须使用"直接"模式,即 MappedByteBuffer,文件映射.
先中断一下,谈谈操作系统的内存管理.一般操作系统的内存分两部分:物理内存;虚拟内存.虚拟内存一般使用的是页面映像文件,即硬盘中的某个(某些)特殊的文件.操作系统负责页面文件内容的读写,这个过程叫"页面中断/切换". MappedByteBuffer也是类似的,你可以把整个文件(不管文件有多大)看成是一个ByteBuffer.MappedByteBuffer 只是一种特殊的 ByteBuffer ，即是ByteBuffer的子类。 MappedByteBuffer 将文件直接映射到内存（这里的内存指的是虚拟内存，并不是物理内存）。通常，可以映射整个文件，如果文件比较大的话可以分段进行映射，只要指定文件的那个部分就可以。

三种方式：
FileChannel提供了map方法来把文件影射为内存映像文件： MappedByteBuffer map(int mode,long position,long size); 可以把文件的从position开始的size大小的区域映射为内存映像文件，mode指出了可访问该内存映像文件的方式：READ_ONLY,READ_WRITE,PRIVATE.
a. READ_ONLY,（只读）：试图修改得到的缓冲区将导致抛出 ReadOnlyBufferException.(MapMode.READ_ONLY)
b. READ_WRITE（读/写）：对得到的缓冲区的更改最终将传播到文件；该更改对映射到同一文件的其他程序不一定是可见的。 (MapMode.READ_WRITE)
c. PRIVATE（专用）：对得到的缓冲区的更改不会传播到文件，并且该更改对映射到同一文件的其他程序也不是可见的；相反，会创建缓冲区已修改部分的专用副本。 (MapMode.PRIVATE)

3. 性能提升对比

由上表可知，传统IO方式平均拷贝完成时间约为1968ms，NIO文件通道方式平均拷贝完成时间约为1672ms，文件内存映射及文件通道方式平均拷贝完成时间约为1418ms。

接下来，调用每种方法插入100,000条记录, 耗时对比如下:
    * With java.io: ~10,000 milliseconds
    * With java.nio: ~2,000 milliseconds
    * With MappedByteBuffer: ~970 milliseconds

使用NIO的性能改善效果非常明显，使用MappedByteBuffer的性能，更是让人吃惊。

使用三种方式读取数据的性能对比如下：
    * With java.io: ~6,900 milliseconds
    * With java.nio: ~1,400 milliseconds
    * With MappedByteBuffer: ~355 milliseconds

和写入的时候情况差不多，NIO有很明显的性能提升，而MappedByteBuffer则有惊人的高效率。从java.io迁移到nio并使用MappedByteBuffer，通常可以获得10倍以上的性能提升。

4. ref

5种调优Java NIO和NIO.2的方式 - 李克华 - 博客园.html

NIO.2 入门，第 1 部分_ 异步通道 API.html

Java IO和Java NIO在文件拷贝上的性能差异分析 - OPEN 开发经验库.html

java.io和java.nio性能简单对比 - 飞鸟Blog - 博客频道 - CSDN.NET.html

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