NIO之缓冲区【直接和非直接缓冲区】

忘是亡心i 2022-02-21 13:09 281阅读 0赞

# 直接与非直接缓冲区 #

字节缓冲区跟其他缓冲区类型最明显的不同在于，它们可以成为通道所执行的 I/O 的源头和/或目标。其实发现通道只接收ByteBuffer作为参数这个将Channel的时候会发现。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>类型</th> 
   <th align="left">优点</th> 
   <th align="left">缺点</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>直接缓冲区</td> 
   <td align="left">在虚拟机内存外，开辟的内存，<br>IO操作直接进行,<strong>没有再次复制</strong></td> 
   <td align="left">创建和销毁开销大</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>非直接缓冲区</td> 
   <td align="left">在虚拟机内存中创建，易回收</td> 
   <td align="left">但占用虚拟机内存开销，<br>处理中<strong>有复制</strong>过程。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 直接缓冲区 ##

直接缓存区是在虚拟机内存外，开辟的内存，IO操作直接进行，不再对其进行复制，但创建和销毁开销大。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9kcGItYm9ib2thb3lhLXNtLmJsb2cuY3Nkbi5uZXQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]

## 非直接缓冲区 ##

非直接缓存区在虚拟机内存中创建，易回收，但占用虚拟机内存开销，处理中有复制过程。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9kcGItYm9ib2thb3lhLXNtLmJsb2cuY3Nkbi5uZXQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

## 直接和非直接缓冲区解释 ##

操作系统在内存区域中进行I/O操作，这些内存区域，就操作系统方面而言，是相连的字节序列。所以，只有字节缓冲区有资格参与I/O操作。操作系统会直接存取进程——在本例中是JVM进程的内存空间，以传输数据。这也意味着I/O操作的目标内存区域必须是连续的字节序列。在JVM中，字节数组可能不会在内存中连续存储，或者无用存储单元收集可能随时对其进行移动。在Java中，数组是对象，而数据存储在对象中的方式在不同的JVM实现中都各有不同。出于这一原因，引入了直接缓冲区的概念。

直接字节缓冲区通常是I/O操作最好的选择。在设计方面，它们支持JVM可用的最高效I/O机制。非直接字节缓冲区可以被传递给通道，但是这样可能导致性能损耗。通常非直接缓冲不可能成为一个本地I/O操作的目标。如果向一个通道中传递一个非直接ByteBuffer对象用于写入，通道可能会在每次调用中隐含地进行下面的操作：

1.  创建一个临时的直接ByteBuffer对象。
2.  将非直接缓冲区的内容复制到临时缓冲中。
3.  使用临时缓冲区执行低层次I/O操作。
4.  临时缓冲区对象离开作用域，并最终成为被回收的无用数据。

直接缓冲区是I/O的最佳选择，但可能比创建非直接缓冲区要花费更高的成本。直接缓冲区使用的内存是通过调用本地操作系统方面的代码分配的，绕过了标准JVM堆栈。建立和销毁直接缓冲区会明显比具有堆栈的缓冲区更加破费，这取决于主操作系统以及JVM实现。直接缓冲区的内存区域不受无用存储单元收集支配，因为它们位于标准JVM堆栈之外。

直接ByteBuffer是通过调用ByteBuffer.allocateDirect()函数产生的，**注意**用一个wrap()函数所创建的被包装的缓冲区总是非直接的。

public abstract class ByteBuffer extends Buffer implements Comparable { 
        // This is a partial API listing
        public static ByteBuffer allocate(int capacity)
        public static ByteBuffer allocateDirect(int capacity)
        public abstract boolean isDirect();
    }

使用直接缓冲区有两种方式：

1.  缓冲区创建的时候分配的是直接缓冲区
2.  在FileChannel上调用map()方法，将文件直接映射到内存中创建

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