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学习Java基础知识,打通面试关十一~文件的拷贝

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

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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

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    关系图

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    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。

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    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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