Java NI/O 直接缓冲区与非直接缓冲区

下面是API中关于直接缓冲区与非直接缓冲区的介绍：

       字节缓冲区要么是直接的，要么是非直接的。如果为直接字节缓冲区，则 Java 虚拟机会尽最大努力直接在此缓冲区上执行本机 I/O 操作。也就是说，在每次调用基础操作系统的一个本机 I/O 操作之前（或之后），虚拟机都会尽量避免将缓冲区的内容复制到中间缓冲区中（或从中间缓冲区中复制内容）。
      直接字节缓冲区可以通过调用此类的 allocateDirect 工厂方法来创建(你可以通过查看源码的方式比较allocateDirect () 与allocate() 方法的不同 )。此方法返回的缓冲区进行分配和取消分配所需成本通常高于非直接缓冲区。直接缓冲区的内容可以驻留在常规的垃圾回收堆之外，因此，它们对应用程序的内存需求量造成的影响可能并不明显。所以，建议将直接缓冲区主要分配给那些易受基础系统的本机 I/O 操作影响的大型、持久的缓冲区。一般情况下，最好仅在直接缓冲区能在程序性能方面带来明显好处时分配它们。
      直接字节缓冲区还可以通过 mapping 将文件区域直接映射到内存中来创建。Java 平台的实现有助于通过 JNI 从本机代码创建直接字节缓冲区。如果以上这些缓冲区中的某个缓冲区实例指的是不可访问的内存区域，则试图访问该区域不会更改该缓冲区的内容，并且将会在访问期间或稍后的某个时间导致抛出不确定的异常。
      字节缓冲区是直接缓冲区还是非直接缓冲区可通过调用其 isDirect 方法来确定。提供此方法是为了能够在性能关键型代码中执行显式缓冲区管理。

非直接缓冲区：通过allocate() 方法分配缓冲区，将缓冲区建立在JVM 的内存中，通过copy 的形式在物理内存与虚拟机内存中传输。

直接缓冲区：通过allocateDirect() 方法分配直接缓冲区，将缓冲区建立在物理内存中，减少了一次数据在物理内存与虚拟机内存之间的拷贝，这也是为什么直接缓冲区的速度要快于非直接缓冲区。

我们通过文件的拷贝这个案例来体验一下直接缓冲区与非直接缓冲区。为了省略一系列的关流操作与异常处理，这里均采用最简单的方式，下同。
非直接缓冲区：

 @Test    public void test1() throws IOException {        FileInputStream inputStream = new FileInputStream("1.txt");        FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream("2.txt");        //1. 获取通道        FileChannel inputChannel = inputStream.getChannel();        FileChannel outputChannel = outputStream.getChannel();        //2. 指定缓冲区的大小        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);        //3. 将通道中的数据写入到缓冲区        while (inputChannel.read(buffer) != -1){            buffer.flip();   //切换到读数据模式            //4. 将缓冲区的数据写入到通道中            outputChannel.write(buffer);            buffer.clear();    //清空缓冲区的数据        }        //5. 关流        inputStream.close();        inputChannel.close();        outputChannel.close();        outputStream.close();    }

直接缓冲区：这里我们使用内存映射文件的方式完成。

@Test    public void test2() throws IOException {        FileChannel inChannel =                FileChannel.open(Paths.get("1.txt"), StandardOpenOption.READ);       //open() 方法在jdk1.7 中才被定义        FileChannel outChannel =                FileChannel.open(Paths.get("3.txt"),StandardOpenOption.READ,StandardOpenOption.WRITE,StandardOpenOption.CREATE);        //内存映射文件        MappedByteBuffer inMappedBuf =                inChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY,0,inChannel.size());        MappedByteBuffer outMappedBuf =                outChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE,0,inChannel.size());        byte [] bytes = new byte[inMappedBuf.limit()];      //直接对缓冲区进行数据的读写        inMappedBuf.get(bytes);        outMappedBuf.put(bytes);        inChannel.close();        outChannel.close();    }

直接缓冲区：使用Channel 中的transferTo() 方法 transferFrom() 方法类似。

 @Test    public void test3() throws IOException {        FileChannel inChannel =                FileChannel.open(Paths.get("1.txt"), StandardOpenOption.READ);        FileChannel outChannel =                FileChannel.open(Paths.get("4.txt"),                        StandardOpenOption.READ,StandardOpenOption.WRITE,StandardOpenOption.CREATE);        inChannel.transferTo(0,inChannel.size(),outChannel);        inChannel.close();        outChannel.close();    }