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学习Java基础知识,打通面试关十一~文件的拷贝

学习Java基础知识,打通面试关十一~文件的拷贝

作者: 胖琪的升级之路 | 来源:发表于2018-06-09 19:19 被阅读277次

    上一篇文章我们说了IO流操作,里面区分了BIO,NIO,AIO,这些方式提高了我们在文件的操作,那么我们使用文件拷贝的时候,IO里面又提供了什么内容呢? 在JDK1.7以前是没有文件的拷贝的方式的。

    四种方式IO流的拷贝操作

    使用FileStreams

    我们使用的是JDK中最直接的方式读取文件,然后写入到文件中。从步骤上来说分为两步,读取然后写入,追一个十分低效率的方式。增加了系统上下文切换的的次数。

     /**
         * 拷贝文件
         * @param source  源文件
         * @param dest  目的文件
         * @throws Exception
         */
        public void copyFile(File source , File dest) throws  Exception{
    
            try (InputStream is  = new FileInputStream(source);
                 OutputStream out = new FileOutputStream(dest);){
                byte[]  buff = new byte[2048];
                int length  ;
                while ((length = is.read(buff))>0){
                    out.write(buff,0,length);
                }
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    

    使用FileChannel复制

    我们在上篇文章学习Java基础知识,打通面试关十~IO流中说到
    文件读取使用NIO解决堵塞的问题,在这里使用NIO的方式也能提高文件的复制功能。我们使用的NIO中的transferFrom方法.该方式更能利用现代的操作系统的底层机制,避免了一些拷贝和上下文的切换。

        /**
         * Nio的方式 来拷贝文件
         * @param source 源文件
         * @param dest 目的文件
         * @throws Exception
         */
        public void copyFileNio(File source , File dest) throws  Exception{
    
            try (FileChannel  in = new FileInputStream(source).getChannel() ;
                 FileChannel out = new FileOutputStream(dest).getChannel();){
                 out.transferTo(in,0,in.size());
    
                 //或者采用下面这种方式  使用循环的方式把数据写过去 
                long count =  in.size();
                
                while(count > 0 ){
                    long length  = in.transferTo(in.position(),count,out);
                    in.position(count-=length );
    
                }
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    

    使用Apache 工具包Commons IO复制

    /**
        * 使用Common IO操作
        * @param source 源文件
        * @param dest 目的文件
        * @throws Exception
        */
       public void copyFileNCom(File source , File dest) throws  Exception{
    
           try{
               FileUtils.copyFile(source,dest);
    
           }catch (Exception e){
               e.printStackTrace();
           }
       }
    

    Java7上增加的copy方式

    private static void copyFiles(File source, File dest)
            throws IOException {    
            Files.copy(source.toPath(), dest.toPath());
    }
    

    在这里我们深入了解其拷贝基础 进入源码查看实现有多种的copy方式,方法提供了三个 ,在这里已经不限制文件,可以是其他的流等。虽然最终的拷贝里面内部用的不是我们想说的transferTo,但是内部是通过本地技术来实现用户生态拷贝。减少了一部分的上下文切换,提高了效率问题


    copy的几种方式

    这几种方式的区别

    在Copy的方式上不管是Java7还是 io中的读取文件写入文件,Apache中的工具包 这样的方式文件上下行切换比较多。 我们来学习下底层切换的知识。

    用户态与内核态

    1. 用户态,当进程执行用户自己的代码时,这种状态称为用户态。
    2. 内核态,当程序执行系统调用的时候进入内核代码执行,我们把其称为内核运行状态。
    3. 用户栈,指向的是用户地址空间。
    4. 内核栈, 指向的是内核空间地址
      他们之间的关系可以参考这张图


      关系图
      进程通信

      通过这两种方式的话增加了额外的开销,会降低系统IO的能力。
      而在NIO的方式中,改变了实现的方式,采用了零拷贝的技术,数据传输,不需要到用户态的参与,直接在内核上实现。这种减少了内核态与用户态之间的交流沟通,进而提高了应用的拷贝心梗。并且TransferTo不仅可以用在文件拷贝上,还以用在读取文件进行Socket发送等方式。


      调用TransferTo
            SocketChannel  socket = SocketChannel.open();
            try (FileChannel  in = new FileInputStream(source).getChannel() ;
                 FileChannel out = new FileOutputStream(dest).getChannel();){
                 out.transferFrom(in,0,in.size());
                 //或者采用下面这种方式  使用循环的方式把数据写过去
                long count =  in.size();
                while(count > 0 ){
                    //在这里采用读取数据文件直接发送给Socket 打开的socket链接
                    long length  = in.transferTo(in.position(),count,socket);
                    in.position(count-=length );
                }
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
    

    总而言之在系统文件拷贝情况下

    • 我们应该注意减少系统的上下文切换,多余的IO操作等,减少IO次数等,
    • 减少不必要的操作例如编码解码,序列化,等信息在网络之间传输最好使用二进制信息传输。

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