Java內存映射文件(Memory Mapped Files)

什么是Java內存映射文件/IO

內存映射文件是一種允許Java程序直接從內存訪問的特殊文件。通過將整個文件或者文件的一部分映射到內存中、操作系統負責獲取頁面請求和寫入文件，應用程序就只需要處理內存數據，這樣可以實現非常快速的IO操作。用于內存映射文件的內存在Java的堆空間以外。Java中的java.nio包支持內存映射文件，可以使用MappedByteBuffer來讀寫內存。

內存映射文件的優缺點

可能內存映射IO的主要優勢是性能，內存映射文件比通過普通的IO來訪問文件要快，這對于繁忙的電子交易系統來說非常重要。內存映射IO另外一個優勢是能夠加載普通方式無法訪問的大文件，實驗表明內存映射IO在大文件處理中表現得更好；但缺點是有增加頁面錯誤(page fault)的可能，因為操作系統僅僅加載一部分文件到內存中，如果被請求的頁面不在內存中那就會導致一個頁面錯誤。大多數主流操作系統如Windows, Unix, Solaris和其他類Unix的操作系統都支持內存映射IO，在64位架構下，你幾乎可以將任何文件映射到內存中并直接使用Java訪問。另外一個優勢是這些文件能夠共享，在進程間提供共享內存，而且比普通的基于loopback接口的Socket要快10倍。

Java中MappedByteBuffer讀寫樣例

下面的例子演示了如何使用內存映射文件來讀寫。我們使用RandomAccessFile打開文件并使用FileChannel的map()方法將它映射到內存，map()方法有三個輸入參數：mode, position, size。返回值MappedByteBuffer是用來處理內存映射文件的字節緩存。

package com.rocketmq;

import java.io.RandomAccessFile;

import java.nio.MappedByteBuffer;

import java.nio.channels.FileChannel;

public class MemoryMappedFileInJava {

private static int count = 10485760; // 10 MB

public static void main(String[] args) throws Exception {

RandomAccessFile memoryMappedFile = new RandomAccessFile("largeFile.txt", "rw");

// Mapping a file into memory

MappedByteBuffer out = memoryMappedFile.getChannel().map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, 0, count);

// Writing into Memory Mapped File

for (int i = 0; i < count; i++) {

out.put((byte) 'A');

}

System.out.println("Writing to Memory Mapped File is completed");

// reading from memory file in Java

for (int i = 0; i < 10; i++) {

System.out.print((char) out.get(i));

}

System.out.println("Reading from Memory Mapped File is completed");

memoryMappedFile.close();

}

}

總結

下面快速總結一下Java內存映射文件和IO

1). Java語言通過java.nio包支持內存映射文件和IO。

2). 內存映射文件用于對性能要求高的系統中，如繁忙的電子交易系統

3). 使用內存映射IO你可以將文件的一部分加載到內存中

4). 如果被請求的頁面不在內存中，內存映射文件會導致頁面錯誤

5). 將一個文件區間映射到內存中的能力取決于內存的可尋址范圍。在32位機器中，不能超過4GB，即2^32比特。

6). Java中的內存映射文件比流IO要快(譯注：對于大文件而言是對的，小文件則未必)

7). 用于加載文件的內存在Java的堆內存之外，存在于共享內存中，允許兩個不同進程訪問文件。順便說一下，這依賴于你用的是direct還是non-direct字節緩存。

8). 讀寫內存映射文件是操作系統來負責的，因此，即使你的Java程序在寫入內存后就掛掉了，只要操作系統工作正常，數據就會寫入磁盤。

9). Direct字節緩存比non-direct字節緩存性能要好

10). 不要經常調用MappedByteBuffer.force()方法，這個方法強制操作系統將內存中的內容寫入硬盤，所以如果你在每次寫內存映射文件后都調用force()方法，你就不能真正從內存映射文件中獲益，而是跟disk IO差不多。

11). 如果電源故障或者主機癱瘓，有可能內存映射文件還沒有寫入磁盤，意味著可能會丟失一些關鍵數據。

12). MappedByteBuffer和文件映射在緩存被GC之前都是有效的。sun.misc.Cleaner可能是清除內存映射文件的唯一選擇。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的java 内存文件_Java内存映射文件（Memory Mapped Files）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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