首先了解關於zero-copy相關的知識點
java nio是如何實現zero-copy的
在上一篇文章中簡單介紹了zero-copy的相關知識，提到了mmap內存直接映射方式，這種方式介於sendfile系統調用與傳統IO之間，其中一個重要原因是sendfile完全在內核空間中完成的，這對於應用程序來說就無法對數據進行操作，也由此，javaNIO是基於mmap內存映射的方式來實現零拷貝的。
實現方式
Java NIO引入了用於通道的緩衝區的ByteBuffer，ByteBuffer有三個主要的實現：
NIO DirectByteBuffer
Java NIO引入了用於通道的緩衝區的ByteBuffer。 ByteBuffer有三個主要的實現：
HeapByteBuffer
在調用ByteBuffer.allocate（）時使用。 它被稱爲堆，因爲它保存在JVM的堆空間中，因此您可以獲得所有優勢，如GC支持和緩存優化。 但是，它不是頁面對齊的，這意味着如果您需要通過JNI與本地代碼交談，JVM將不得不復制到對齊的緩衝區空間。
DirectByteBuffer
在調用ByteBuffer.allocateDirect（）時使用。 JVM將使用malloc（）在堆空間之外分配內存空間。 因爲它不是由JVM管理的，所以你的內存空間是頁面對齊的，不受GC影響，這使得它成爲處理本地代碼的完美選擇。 然而，你要C程序員一樣，自己管理這個內存，必須自己分配和釋放內存來防止內存泄漏。
MappedByteBuffer
在調用FileChannel.map（）時使用。 與DirectByteBuffer類似，這也是JVM堆外部的情況。 它基本上作爲OS mmap（）系統調用的包裝函數，以便代碼直接操作映射的物理內存數據。
以上解釋聽起來還是雲裏霧裏的，其實
NIO的直接內存是由MappedByteBuffer實現的。核心即是map()方法，該方法把文件映射到內存中，獲得內存地址addr，然後通過這個addr構造MappedByteBuffer類，以暴露各種文件操作API。
由於MappedByteBuffer申請的是堆外內存，因此不受Minor GC控制，只能在發生Full GC時才能被回收。而DirectByteBuffer改善了這一情況，它是MappedByteBuffer類的子類，同時它實現了DirectBuffer接口，維護一個Cleaner對象來完成內存回收。因此它既可以通過Full GC來回收內存，也可以調用clean()方法來進行回收。
對於HeapByteBuffer與MappedByteBuffer的創建方式如下
allocate 方法（創建堆緩衝區）
public static ByteBuffer allocate(int capacity) {
if (capacity < 0)
throw new IllegalArgumentException();
return new HeapByteBuffer(capacity, capacity);
}
allocate方法創建的緩衝區是創建的HeapByteBuffer實例。
HeapByteBuffer(int cap, int lim) { // package-private
super(-1, 0, lim, cap, new byte[cap], 0);
}
從堆緩衝區中看出，所謂堆緩衝區就是在堆內存中創建一個byte[]數組。
allocateDirect創建直接緩衝區
public static ByteBuffer allocateDirect(int capacity) {
return new DirectByteBuffer(capacity);
}
我們發現allocate方法創建的緩衝區是創建的DirectByteBuffer實例。
直接緩衝區是通過java中Unsafe類進行在物理內存中創建緩衝區。
與Channel的配合使用
package com.expgiga.NIO;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.MappedByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.nio.file.Paths;
import java.nio.file.StandardOpenOption;
/**
* 一、Channel:用於源節點與目標節點之間的連接。在Java NIO中，負責緩衝區中數據傳輸，Channel本身不存儲數據，因此需要配合緩衝區進行傳輸。
*
* 二、Channel的實現類：
* java.nio.channels.Channel 接口：
* |-- FileChannel
* |-- SocketChannel
* |-- ServerSocketChannel
* |-- DatagramChannel
*
* 三、獲取通道Channel
* 1.Java針對支持通道的類提供了getChannel()方法
* 本地IO
* FileInputStream/FileOutputStream
* RandomAccessFile
*
* 網絡IO:
* Socket
* ServerSocket
* DatagramSocket
*
* 2.在jdk1.7中的NIO.2針對各個通道提供了靜態方法open()
*
* 3.在jdk1.7中的NIO.2的Files工具類的newByteChannel()
*
* 四、通道之間的數據傳輸
* transferFrom()
* transferTo()
*
*/
public class TestChannel {
public static void main(String[] args) throws IOException {
/*
* 1.利用通道完成文件的複製（非直接緩衝區）
*/
FileInputStream fis = null;
FileOutputStream fos = null;
FileChannel inChannel = null;
FileChannel outChannel = null;
try {
fis = new FileInputStream("1.jpg");
fos = new FileOutputStream("2.jpg");
//1.獲取通道
inChannel = fis.getChannel();
outChannel = fos.getChannel();
//2.分配指定大小的緩衝區
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
//3.將通道中的數據緩衝區中
while (inChannel.read(buffer) != -1) {
buffer.flip();//切換成都數據模式
//4.將緩衝區中的數據寫入通道中
outChannel.write(buffer);
buffer.clear();//清空緩衝區
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if (outChannel != null) {
try {
outChannel.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if (inChannel != null) {
try {
inChannel.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if (fis != null) {
try {
fis.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if (fos != null) {
try {
fos.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
/*
* 2.利用（直接緩衝區）通道完成文件的複製(內存映射文件的方式)
*/
long start = System.currentTimeMillis();
FileChannel inChannel2 = FileChannel.open(Paths.get("1.jpg"), StandardOpenOption.READ);
FileChannel outChannel2 = FileChannel.open(Paths.get("3.jpg"), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.READ, StandardOpenOption.CREATE);
//內存映射文件
MappedByteBuffer inMappedBuf = inChannel2.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, inChannel.size());
MappedByteBuffer outMappedBuf = outChannel2.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, 0, inChannel.size());
//直接對緩衝區進行數據讀寫操作
byte[] dst = new byte[inMappedBuf.limit()];
inMappedBuf.get(dst);
outMappedBuf.put(dst);
inChannel2.close();
outChannel2.close();
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("耗費的時間爲：" + (end - start));
/*
* 通道之間的數據傳輸（直接緩衝區）
*/
FileChannel inChannel3 = FileChannel.open(Paths.get("1.jpg"), StandardOpenOption.READ);
FileChannel outChannel3 = FileChannel.open(Paths.get("3.jpg"), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.READ, StandardOpenOption.CREATE);
inChannel3.transferTo(0, inChannel3.size(), outChannel3);
//等價於
// outChannel3.transferFrom(inChannel3, 0, inChannel3.size());
inChannel3.close();
outChannel3.close();
}
}