基于零拷贝技术的的java NIO文件下载服务器

什么是零拷贝？我们首先来认识一下传统的I/O操作。假如说用户进程现在要把一个文件复制到另一个地方。那么用户程序必须先把这个文件读入内存，然后再把内存里的数据写入另一个文件。不过文件读入内存也不是直接读入用户进程的内存，而是先读入操作系统内核的内存，然后再从操作系统内核的内存区读到用户进程的内存。与之对应的是，写文件也不是直接写到磁盘上的文件，而是用户进程先把自己内存的数据传到操作系统内核的内存，然后再从操作系统内核的内存区写到磁盘。而这其中涉及到诸多的系统调用。因此看上去简单的操作至少要分为四部1磁盘文件读入操作系统2操作系统读到用户进程3用户进程写到操作系统4操作系统写入磁盘文件零拷贝和传统I/O有和不同？零拷贝就是指，传输一个文件的时候，不需要把文件读到用户进程再处理，而是直接把文件读到操作系统一个内存区，然后再移动到操作系统的另一个内存区，最后写入文件。这样一来，步骤变成这样：1磁盘文件读入操作系统2操作系统把数据写入操作系统另一个区域3操作系统写入磁盘文件虽然只少了一步，但是这里不仅减少了数据移动的时间损耗，而且减少了系统调用的次数，因此大大缩短了时间。更加详细的解释请看https://blog.csdn.net/u010530…java里如何实现零拷贝呢？这就要说起java nio中的FileChannel.transferTo()方法了，该方法是把FileChannel中的数据利用零靠的技术转移到另一个channel。这另一个channel往往是FileChannel，不过SocketChannel也是可以的:)。简单实现(静态下载文件，不能根据用户指令来更改下载的文件。)代码如下：单线程版本：package qiuqi.filedownloadtest;import java.io.FileInputStream;import java.io.IOException;import java.net.InetSocketAddress;import java.nio.channels.;import java.util.Iterator;public class FileServer { public static void main(String[] args) throws IOException { startServer(); } public static void startServer() throws IOException { ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open(); serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(9999)); serverSocketChannel.configureBlocking(false); Selector selector = Selector.open(); serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); while (selector.select() > 0) { Iterator<SelectionKey> iterator = selector.selectedKeys().iterator(); while (iterator.hasNext()) { SelectionKey key = iterator.next(); iterator.remove(); if(key.isAcceptable()) { SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept(); try (FileInputStream in = new FileInputStream(“C:\Users\dell\Desktop\ZOL手机数据(1).rar”)){ in.getChannel().transferTo(0,in.getChannel().size(),socketChannel); socketChannel.close(); } catch (IOException e){e.printStackTrace();} } } } }}多线程版本：package qiuqi.filedownloadtest;import java.io.FileInputStream;import java.io.IOException;import java.net.InetSocketAddress;import java.nio.channels.;import java.util.Iterator;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;public class FileServer { static ExecutorService threadpool = Executors.newCachedThreadPool(); public static void main(String[] args) throws IOException { startServer(); } public static void startServer() throws IOException { ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open(); serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(9999)); serverSocketChannel.configureBlocking(false); Selector selector = Selector.open(); serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); while (selector.select() > 0) { Iterator<SelectionKey> iterator = selector.selectedKeys().iterator(); while (iterator.hasNext()) { SelectionKey key = iterator.next(); iterator.remove(); if(key.isAcceptable()) { SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept(); threadpool.execute(new Runnable() { @Override public void run() { try (FileInputStream in = new FileInputStream(“C:\Users\dell\Desktop\ZOL手机数据(1).rar”)){ in.getChannel().transferTo(0,in.getChannel().size(),socketChannel); socketChannel.close(); } catch (IOException e){e.printStackTrace();} } }); } } } }}代码就不讲解了。如果学过java nio，那么理解上面的程序轻而易举。如果不熟悉java nio的服务器编程那么请先学习再来观看。最后我想说，java NIO真的是NEW IO即新的IO，而不是NonBlocking IO即非阻塞IO。因为在这套体系里，不仅仅提供了非阻塞的编程模型，而且提供了类似零拷贝，内存映射这样的新技术(对于操作系统来说早就有了)。