tracy_668
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文件 IO 操作的一些实践

[TOC]

FileChanel原理

官方对Channel的解释


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（一个用于输入/输出操作的连接。通道表示对实体的开放连接，如硬件设备、文件、网络套接字或能够执行一个或多个不同的输入/输出操作的程序组件，例如读取或写入。）

image.png

Channel是对I/O操作的封装。
FileChannel配合着ByteBuffer，将读写的数据缓存到内存中，然后以批量/缓存的方式read/write，省去了非批量操作时的重复中间操作，操纵大文件时可以显著提高效率（和Stream以byte数组方式有什么区别？经过测试，效率上几乎无区别）。

不过对于运行在容器中的应用需要考虑GC，而ByteBuffer可以使用直接内存（系统内存）（allocateDirect），使用后无需jvm回收。

ByteBuffer还有一个子类MappedByteBuffer可以直接将文件映射到操作系统的虚拟内存，读写文件速度会更快

FileChannel和Stream的使用方式和效率对比代码

import java.io.*;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.time.Duration;
import java.time.Instant;

public class FileChannelTest {

    public static void main(String[] args) {
        // 4GB的数据
        File sourceFile = new File("d://dd.iso");
        File targetFile = new File("d://ee.iso");
        targetFile.deleteOnExit();
        try {
            targetFile.createNewFile();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        // stream方式
        FileChannelTest.copyFileByStream(sourceFile, targetFile);

        // channel方式
//        FileChannelTest.copyFileByFileChannel(sourceFile, targetFile);
    }

    /**
     * channel方式
     *
     * @param sourceFile
     * @param targetFile
     */
    public static void copyFileByFileChannel(File sourceFile, File targetFile) {
        Instant begin = Instant.now();

        RandomAccessFile randomAccessSourceFile;
        RandomAccessFile randomAccessTargetFile;
        try {
            // 构造RandomAccessFile，用于获取FileChannel
            randomAccessSourceFile = new RandomAccessFile(sourceFile, "r");
            randomAccessTargetFile = new RandomAccessFile(targetFile, "rw");
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
            return;
        }

        FileChannel sourceFileChannel = randomAccessSourceFile.getChannel();
        FileChannel targetFileChannel = randomAccessTargetFile.getChannel();

        // 分配1MB的缓存空间
        ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024 * 1024);
        try {
            while (sourceFileChannel.read(byteBuffer) != -1) {
                byteBuffer.flip();
                targetFileChannel.write(byteBuffer);
                byteBuffer.clear();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                sourceFileChannel.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            try {
                targetFileChannel.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        System.out.println("total spent " + Duration.between(begin, Instant.now()).toMillis());
    }

    /**
     * stream方式
     *
     * @param sourceFile
     * @param targetFile
     */
    public static void copyFileByStream(File sourceFile, File targetFile) {
        Instant begin = Instant.now();

        FileInputStream fis;
        FileOutputStream fos;
        try {
            fis = new FileInputStream(sourceFile);
            fos = new FileOutputStream(targetFile);
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
            return;
        }
        // 使用byte数组读取方式，缓存1MB数据
        byte[] readed = new byte[1024 * 1024];
        try {
            while (fis.read(readed) != -1) {
                fos.write(readed);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                fos.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            try {
                fis.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        System.out.println("total spent " + Duration.between(begin, Instant.now()).toMillis());
    }
}

Java文件NIO读取的本质

FileInputStream典型代码

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(System.getProperty("user.dir"));
        File file = new File(System.getProperty("user.dir") + "/src/oio/file.txt");
        System.out.println("file name: " + file.getName());

        InputStream inputStream = null;
        try {
            inputStream = new FileInputStream(file);
            byte[] bytes = new byte[(int) file.length()];
            int len = inputStream.read(bytes);
            System.out.println("bytes len :" + len + " detail: " + new String(bytes));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            if (inputStream != null) {
                try {
                    inputStream.close();
                } catch (IOException e1) {
                    e1.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

FileChannel典型代码

public class NIOTest {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(4);//①
        Path path = Paths.get(System.getProperty("user.dir") + "/assets/file.txt");
        FileChannel fileChannel = FileChannel.open(path, StandardOpenOption.READ);//②
        int len = fileChannel.read(byteBuffer);//③
        while (len != -1) {
            byteBuffer.flip();//④
            while (byteBuffer.hasRemaining()){
                System.out.print((char) byteBuffer.get());//⑤
            }
            byteBuffer.clear();//⑥
            len = fileChannel.read(byteBuffer);//⑦
        }
    }
}

FileInputStream和FileChannel的深度分析

FileInputStream的read方法，调用了native的read0

  1. http://hg.openjdk.java.net/jdk7/jdk7/jdk/file/9b8c96f96a0f/src/share/native/java/io/io_util.c的jint[] readSingle(JNIEnv *env, jobject this, jfieldID fid)：
jint
readSingle(JNIEnv *env, jobject this, jfieldID fid) {
    jint nread;
    char ret;
    FD fd = GET_FD(this, fid);
    if (fd == -1) {
        JNU_ThrowIOException(env, "Stream Closed");
        return -1;
    }
    nread = IO_Read(fd, &ret, 1);
    if (nread == 0) { /* EOF */
        return -1;
    } else if (nread == -1) { /* error */
        JNU_ThrowIOExceptionWithLastError(env, "Read error");
    }
    return ret & 0xFF;
}

核心是IO_Read方法。

  1. http://hg.openjdk.java.net/jdk7/jdk7/jdk/file/9b8c96f96a0f/src/windows/native/java/io/io_util_md.h定义了宏
#define IO_Read handleRead
  1. http://hg.openjdk.java.net/jdk7/jdk7/jdk/file/9b8c96f96a0f/src/windows/native/java/io/io_util_md.c的handleRead方法：
JNIEXPORT
jint
handleRead(FD fd, void *buf, jint len)
{
    DWORD read = 0;
    BOOL result = 0;
    HANDLE h = (HANDLE)fd;
    if (h == INVALID_HANDLE_VALUE) {
        return -1;
    }
    result = ReadFile(h,          /* File handle to read */
                      buf,        /* address to put data */
                      len,        /* number of bytes to read */
                      &read,      /* number of bytes read */
                      NULL);      /* no overlapped struct */
    if (result == 0) {
        int error = GetLastError();
        if (error == ERROR_BROKEN_PIPE) {
            return 0; /* EOF */
        }
        return -1;
    }
    return (jint)read;
}

核心方法是ReadFile方法。

FileChannel的read方法

  1. 使用FIleChannelImpl作为FileChannel的实现类，read方法：
   public int read(ByteBuffer dst) throws IOException {
       ensureOpen();
       if (!readable)
           throw new NonReadableChannelException();
       synchronized (positionLock) {
           int n = 0;
           int ti = -1;
           try {
               begin();
               ti = threads.add();
               if (!isOpen())
                   return 0;
               do {
                   n = IOUtil.read(fd, dst, -1, nd);
               } while ((n == IOStatus.INTERRUPTED) && isOpen());
               return IOStatus.normalize(n);
           } finally {
               threads.remove(ti);
               end(n > 0);
               assert IOStatus.check(n);
           }
       }
   }

核心方法是IOUtil.read。

  1. 进入IOUtil类：
    static int read(FileDescriptor fd, ByteBuffer dst, long position,
                    NativeDispatcher nd)
        throws IOException
    {
        if (dst.isReadOnly())
            throw new IllegalArgumentException("Read-only buffer");
        if (dst instanceof DirectBuffer)
            return readIntoNativeBuffer(fd, dst, position, nd);

        // Substitute a native buffer
        ByteBuffer bb = Util.getTemporaryDirectBuffer(dst.remaining());
        try {
            int n = readIntoNativeBuffer(fd, bb, position, nd);
            bb.flip();
            if (n > 0)
                dst.put(bb);
            return n;
        } finally {
            Util.offerFirstTemporaryDirectBuffer(bb);
        }
    }

核心方法是readIntoNativeBuffer。

  1. 进入readIntoNativeBuffer方法
    private static int readIntoNativeBuffer(FileDescriptor fd, ByteBuffer bb,
                                            long position, NativeDispatcher nd)
        throws IOException
    {
        int pos = bb.position();
        int lim = bb.limit();
        assert (pos <= lim);
        int rem = (pos <= lim ? lim - pos : 0);

        if (rem == 0)
            return 0;
        int n = 0;
        if (position != -1) {
            n = nd.pread(fd, ((DirectBuffer)bb).address() + pos,
                         rem, position);
        } else {
            n = nd.read(fd, ((DirectBuffer)bb).address() + pos, rem);
        }
        if (n > 0)
            bb.position(pos + n);
        return n;
    }

核心方法是nd.pread（或nd.read，本质上一样）。这里的nd是抽象类sun.nio.ch.NativeDispatcher,具体类是sun.nio.ch.FileDispatcherImpl。

  1. 进入sun.nio.ch.FileDispatcherImpl类:
    int read(FileDescriptor var1, long var2, int var4) throws IOException {
        return read0(var1, var2, var4);
    }

最终进入了一个native的read0方法。

  1. 根据openjdk1.7，查看这个native方法，在http://hg.openjdk.java.net/jdk7/jdk7/jdk/file/9b8c96f96a0f/src/windows/native/sun/nio/ch/FileDispatcherImpl.c中（以windows为例）：
JNIEXPORT jint JNICALL
Java_sun_nio_ch_FileDispatcherImpl_read0(JNIEnv *env, jclass clazz, jobject fdo,
                                      jlong address, jint len)
{
    DWORD read = 0;
    BOOL result = 0;
    HANDLE h = (HANDLE)(handleval(env, fdo));

    if (h == INVALID_HANDLE_VALUE) {
        JNU_ThrowIOExceptionWithLastError(env, "Invalid handle");
        return IOS_THROWN;
    }
    result = ReadFile(h,          /* File handle to read */
                      (LPVOID)address,    /* address to put data */
                      len,        /* number of bytes to read */
                      &read,      /* number of bytes read */
                      NULL);      /* no overlapped struct */
    if (result == 0) {
        int error = GetLastError();
        if (error == ERROR_BROKEN_PIPE) {
            return IOS_EOF;
        }
        if (error == ERROR_NO_DATA) {
            return IOS_UNAVAILABLE;
        }
        JNU_ThrowIOExceptionWithLastError(env, "Read failed");
        return IOS_THROWN;
    }
    return convertReturnVal(env, (jint)read, JNI_TRUE);
}

核心方法是ReadFile方法。

FileInputStream和FileChannel最终均调用了native的ReadFile方法，本质是一样的！

初识 FileChannel 和 MMAP

首先，文件 IO 类型的比赛最重要的一点，就是选择好读写文件的方式，那 JAVA 中文件 IO 有多少种呢？原生的读写方式大概可以被分为三种：普通 IO，FileChannel(文件通道)，MMAP(内存映射)。区分他们也很简单，例如 FileWriter,FileReader 存在于 java.io 包中，他们属于普通 IO；FileChannel 存在于 java.nio 包中，属于 NIO 的一种，但是注意 NIO 并不一定意味着非阻塞，这里的 FileChannel 就是阻塞的；较为特殊的是后者 MMAP，它是由 FileChannel 调用 map 方法衍生出来的一种特殊读写文件的方式，被称之为内存映射。

使用 FIleChannel 的方式：

FileChannel fileChannel = new RandomAccessFile(new File("db.data"), "rw").getChannel();

获取 MMAP 的方式：

MappedByteBuffer mappedByteBuffer = fileChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, 0, filechannel.size();

MappedByteBuffer 便是 JAVA 中 MMAP 的操作类。

面向于字节传输的传统 IO 方式遭到了我们的唾弃，我们重点探讨 FileChannel 和 MMAP 这两种读写方式的区别。

FileChannel 读写

// 写
byte[] data = new byte[4096];
long position = 1024L;
// 指定 position 写入 4kb 的数据
fileChannel.write(ByteBuffer.wrap(data), position);
// 从当前文件指针的位置写入 4kb 的数据
fileChannel.write(ByteBuffer.wrap(data));

// 读
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(4096);
long position = 1024L;
// 指定 position 读取 4kb 的数据
fileChannel.read(buffer,position)；
// 从当前文件指针的位置读取 4kb 的数据
fileChannel.read(buffer);

FileChannel 大多数时候是和 ByteBuffer 这个类打交道，你可以将它理解为一个 byte[] 的封装类，提供了丰富的 API 去操作字节，不了解的同学可以去熟悉下它的 API。值得一提的是，write 和 read 方法均是 线程安全 的，FileChannel 内部通过一把 private final Object positionLock = new Object(); 锁来控制并发。

FileChannel 为什么比普通 IO 要快呢？这么说可能不严谨，因为你要用对它，FileChannel 只有在一次写入 4kb 的整数倍时，才能发挥出实际的性能，这得益于 FileChannel 采用了 ByteBuffer 这样的内存缓冲区，让我们可以非常精准的控制写盘的大小，这是普通 IO 无法实现的。4kb 一定快吗？也不严谨，这主要取决你机器的磁盘结构，并且受到操作系统，文件系统，CPU 的影响，例如中间件性能挑战赛时的盘，一次至少写入 64kb 才能发挥出最高的 IOPS。

另外一点，成就了 FileChannel 的高效，介绍这点之前，我想做一个提问：FileChannel 是直接把 ByteBuffer 中的数据写入到磁盘吗？思考几秒…答案是：NO。ByteBuffer 中的数据和磁盘中的数据还隔了一层，这一层便是 PageCache，是用户内存和磁盘之间的一层缓存。我们都知道磁盘 IO 和内存 IO 的速度可是相差了好几个数量级。我们可以认为 filechannel.write 写入 PageCache 便是完成了落盘操作，但实际上，操作系统最终帮我们完成了 PageCache 到磁盘的最终写入，理解了这个概念，你就应该能够理解 FileChannel 为什么提供了一个 force() 方法，用于通知操作系统进行及时的刷盘。

同理，当我们使用 FileChannel 进行读操作时，同样经历了：磁盘 ->PageCache-> 用户内存这三个阶段，对于日常使用者而言，你可以忽略掉 PageCache.

MMAP 读写

/ 写
byte[] data = new byte[4];
int position = 8;
// 从当前 mmap 指针的位置写入 4b 的数据
mappedByteBuffer.put(data);
// 指定 position 写入 4b 的数据
MappedByteBuffer subBuffer = mappedByteBuffer.slice();
subBuffer.position(position);
subBuffer.put(data);

// 读
byte[] data = new byte[4];
int position = 8;
// 从当前 mmap 指针的位置读取 4b 的数据
mappedByteBuffer.get(data)；
// 指定 position 读取 4b 的数据
MappedByteBuffer subBuffer = mappedByteBuffer.slice();
subBuffer.position(position);
subBuffer.get(data);

FileChannel 已经足够强大了，MappedByteBuffer 还能玩出什么花来呢？请容许我卖个关子先，先介绍一下 MappedByteBuffer 的使用注意点。

当我们执行 fileChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, 0, 1.5 * 1024 * 1024 * 1024); 之后，观察一下磁盘上的变化，会立刻获得一个 1.5G 的文件，但此时文件的内容全部是 0（字节 0）。这符合 MMAP 的中文描述：内存映射文件，我们之后对内存中 MappedByteBuffer 做的任何操作，都会被最终映射到文件之中，

mmap 把文件映射到用户空间里的虚拟内存，省去了从内核缓冲区复制到用户空间的过程，文件中的位置在虚拟内存中有了对应的地址，可以像操作内存一样操作这个文件，相当于已经把整个文件放入内存，但在真正使用到这些数据前却不会消耗物理内存，也不会有读写磁盘的操作，只有真正使用这些数据时，也就是图像准备渲染在屏幕上时，虚拟内存管理系统 VMS 才根据缺页加载的机制从磁盘加载对应的数据块到物理内存进行渲染。这样的文件读写文件方式少了数据从内核缓存到用户空间的拷贝，效率很高

看了稍微官方一点的描述，你可能对 MMAP 有了些许的好奇，有这么厉害的黑科技存在的话，还有 FileChannel 存在的意义吗！并且网上很多文章都在说，MMAP 操作大文件性能比 FileChannel 搞出一个数量级！然而，通过我比赛的认识，MMAP 并非是文件 IO 的银弹，它只有在 一次写入很小量数据的场景 下才能表现出比 FileChannel 稍微优异的性能。紧接着我还要告诉你一些令你沮丧的事，至少在 JAVA 中使用 MappedByteBuffer 是一件非常麻烦并且痛苦的事，主要表现为三点：

  • MMAP 使用时必须实现指定好内存映射的大小，并且一次 map 的大小限制在 1.5G 左右，重复 map 又会带来虚拟内存的回收、重新分配的问题，对于文件不确定大小的情形实在是太不友好了。
  • MMAP 使用的是虚拟内存，和 PageCache 一样是由操作系统来控制刷盘的，虽然可以通过 force() 来手动控制，但这个时间把握不好，在小内存场景下会很令人头疼。
  • MMAP 的回收问题，当 MappedByteBuffer 不再需要时，可以手动释放占用的虚拟内存，但…方式非常的诡异。
public static void clean(MappedByteBuffer mappedByteBuffer) {
    ByteBuffer buffer = mappedByteBuffer;
    if (buffer == null || !buffer.isDirect() || buffer.capacity()== 0)
        return;
    invoke(invoke(viewed(buffer), "cleaner"), "clean");
}

private static Object invoke(final Object target, final String methodName, final Class... args) {
    return AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction() {
        public Object run() {
            try {
                Method method = method(target, methodName, args);
                method.setAccessible(true);
                return method.invoke(target);
            } catch (Exception e) {
                throw new IllegalStateException(e);
            }
        }
    });
}

private static Method method(Object target, String methodName, Class[] args)
        throws NoSuchMethodException {
    try {
        return target.getClass().getMethod(methodName, args);
    } catch (NoSuchMethodException e) {
        return target.getClass().getDeclaredMethod(methodName, args);
    }
}

private static ByteBuffer viewed(ByteBuffer buffer) {
    String methodName = "viewedBuffer";
    Method[] methods = buffer.getClass().getMethods();
    for (int i = 0; i < methods.length; i++) {
        if (methods[i].getName().equals("attachment")) {
            methodName = "attachment";
            break;
        }
    }
    ByteBuffer viewedBuffer = (ByteBuffer) invoke(buffer, methodName);
    if (viewedBuffer == null)
        return buffer;
    else
        return viewed(viewedBuffer);
}
 
 
对的，你没看错，这么长的代码仅仅是为了干回收 MappedByteBuffer 这一件事。
 
 
所以建议，优先使用 FileChannel 去完成初始代码的提交，在必须使用小数据量 (例如几个字节) 刷盘的场景下，再换成 MMAP 的实现，其他场景 FileChannel 完全可以 cover(前提是你理解怎么合理使用 FileChannel)
 
 
顺序读比随机读快，顺序写比随机写快
 
 
无论你是机械硬盘还是 SSD，这个结论都是一定成立的，虽然背后的原因不太一样，我们今天不讨论机械硬盘这种古老的存储介质，重点 foucs 在 SSD 上，来看看在它之上进行的随机读写为什么比顺序读写要慢。即使各个 SSD 和文件系统的构成具有差异性，但我们今天的分析同样具备参考价值。
 
 
首先，什么是顺序读，什么是随机读，什么是顺序写，什么是随机写？可能我们刚接触文件 IO 操作时并不会有这样的疑惑，但写着写着，自己都开始怀疑自己的理解了
 
 
写入方式一：64 个线程，用户自己使用一个 atomic 变量记录写入指针的位置，并发写入
 
 
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(64);
AtomicLong wrotePosition = new AtomicLong(0);
for(int i=0;i<1024;i++){
    final int index = i;
    executor.execute(()->{
        fileChannel.write(ByteBuffer.wrap(new byte[4*1024]),wrote.getAndAdd(4*1024));
    })
}

 
 
写入方式二：给 write 加了锁，保证了同步。
 
 
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(64);
AtomicLong wrotePosition = new AtomicLong(0);
for(int i=0;i<1024;i++){
    final int index = i;
    executor.execute(()->{
        write(new byte[4*1024]);
    })
}

public synchronized void write(byte[] data){
    fileChannel.write(ByteBuffer.wrap(new byte[4*1024]),wrote.getAndAdd(4*1024));
}

 
 
答案是方式二才算顺序写，顺序读也是同理。对于文件操作，加锁并不是一件非常可怕的事，不敢同步 write/read 才可怕！有人会问：FileChannel 内部不是已经有 positionLock 保证写入的线程安全了吗，为什么还要自己加同步？为什么这样会快？我用大白话来回答的话就是多线程并发 write 并且不加同步，会导致文件空洞，它的执行次序可能是
 
 
时序 1：thread1 write position[0~4096)
 
 
时序 2：thread3 write position[8194~12288)
 
 
时序 3：thread2 write position[4096~8194)
 
 
所以并不是完全的“顺序写”。不过你也别担心加锁会导致性能下降，我们会在下面的小结介绍一个优化：通过文件分片来减少多线程读写时锁的冲突。
 
 
在来分析原理，顺序读为什么会比随机读要快？顺序写为什么比随机写要快？这两个对比其实都是一个东西在起作用：PageCache，前面我们已经提到了，它是位于 application buffer(用户内存) 和 disk file(磁盘) 之间的一层缓存。
 
 
以顺序读为例，当用户发起一个 fileChannel.read(4kb) 之后，实际发生了两件事
 
 
     
  
  1. 操作系统从磁盘加载了 16kb 进入 PageCache，这被称为预读
    2.  
  
  2. 操作系统从 PageCache 拷贝 4kb 进入用户内存
    3.  
 
 
 
最终我们在用户内存访问到了 4kb，为什么顺序读快？很容量想到，当用户继续访问接下来的 [4kb,16kb] 的磁盘内容时，便是直接从 PageCache 去访问了。试想一下，当需要访问 16kb 的磁盘内容时，是发生 4 次磁盘 IO 快，还是发生 1 次磁盘 IO+4 次内存 IO 快呢？答案是显而易见的，这一切都是 PageCache 带来的优化。
 
 
直接内存 (堆外) VS 堆内内存
 
 
前面 FileChannel 的示例代码中已经使用到了堆内内存： ByteBuffer.allocate(4 * 1024)，ByteBuffer 提供了另外的方式让我们可以分配堆外内存 ： ByteBuffer.allocateDirect(4 * 1024)。这就引来的一系列的问题，我什么时候应该使用堆内内存，什么时候应该使用直接内存？
 
 
 
  
 
   
  
   
 
  
 
  

    image.png 
  
 
 
 
 
关于堆内内存和堆外内存的一些最佳实践：
 
 
     
  
  1. 当需要申请大块的内存时，堆内内存会受到限制，只能分配堆外内存。
    2.  
  
  2. 堆外内存适用于生命周期中等或较长的对象。(如果是生命周期较短的对象，在 YGC 的时候就被回收了，就不存在大内存且生命周期较长的对象在 FGC 对应用造成的性能影响)。
    3.  
  
  3. 堆内内存刷盘的过程中，还需要复制一份到堆外内存
    4.  
  
  4. 同时，还可以使用池 + 堆外内存 的组合方式，来对生命周期较短，但涉及到 I/O 操作的对象进行堆外内存的再使用 (Netty 中就使用了该方式)。在比赛中，尽量不要出现在频繁 new byte[] ，创建内存区域再回收也是一笔不小的开销，使用 ThreadLocal 和 ThreadLocal 往往会给你带来意外的惊喜 ~
    5.  
  
  5. 创建堆外内存的消耗要大于创建堆内内存的消耗，所以当分配了堆外内存之后，尽可能复用它。
    6.  
 
 
 
Direct IO
 
 
最后我们来探讨一下之前从没提到的一种 IO 方式，Direct IO，什么，Java 还有这东西？博主你骗我？之前怎么告诉我只有三种 IO 方式！别急着骂我，严谨来说，这并不是 JAVA 原生支持的方式，但可以通过 JNA/JNI 调用 native 方法做到。从上图我们可以看到 ：Direct IO 绕过了 PageCache，但我们前面说到过，PageCache 可是个好东西啊，干嘛不用他呢？再仔细推敲一下，还真有一些场景下，Direct IO 可以发挥作用，没错，那就是我们前面没怎么提到的： 随机读 。当使用 fileChannel.read() 这类会触发 PageCache 预读的 IO 方式时，我们其实并不希望操作系统帮我们干太多事，除非真的踩了狗屎运，随机读都能命中 PageCache，但几率可想而知。Direct IO 虽然被 Linus 无脑喷过，但在随机读的场景下，依旧存在其价值，减少了 Block IO Layed（近似理解为磁盘） 到 Page Cache 的 overhead。
 
 
话说回来，Java 怎么用 Direct IO 呢？有没有什么限制呢？前面说过，Java 目前原生并不支持，但也有好心人封装好了 Java 的 JNA 库，实现了 Java 的 Direct IO，github 地址：https://github.com/smacke/jaydio
 
 
int bufferSize = 20 * 1024 * 1024;
DirectRandomAccessFile directFile = new DirectRandomAccessFile(new File("dio.data"), "rw", bufferSize);
for(int i= 0;i< bufferSize / 4096;i++){
    byte[] buffer = new byte[4 * 1024];
    directFile.read(buffer);
    directFile.readFully(buffer);
}
directFile.close();

 

                            
                        
                    
                    
                    

                    
                    
                    

                
                

                    
                

            
        
    
    

        
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  • 学点心理知识，呵护孩子健康
                        静候花开_7090

                        
    昨天听了华中师范大学教育管理学系副教授张玲老师的《哪里才是学生心理健康的最后庇护所，超越教育与技术的思考》的讲座。今天又重新学习了一遍，收获匪浅。张玲博士也注意到了当今社会上的孩子由于心理问题导致的自残、自杀及伤害他人等恶性事件。她向我们普及了一个重要的命题，她说心理健康的一些基本命题，我们与我们通常的一些教育命题是不同的，她还举了几个例子，让我们明白我们原来以为的健康并非心理学上的健康。比如如果
    
                    
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  • 2021年12月19日，春蕾教育集团团建活动感受——黄晓丹
                        黄错错加油

                        
    感受:1.从陌生到熟悉的过程。游戏环节让我们在轻松的氛围中得到了锻炼，也增长了不少知识。2.游戏过程中，我们贡献的是个人力量，展现的是团队的力量。它磨合的往往不止是工作的熟悉，更是观念上契合度的贴近。3.这和工作是一样的道理。在各自的岗位上，每个人摆正自己的位置、各司其职充分发挥才能，并团结一致劲往一处使，才能实现最大的成功。新知:1.团队精神需要不断地创新。过去，人们把创新看作是冒风险，现在人们
    
                    
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  • Cell Insight | 单细胞测序技术又一新发现，可用于HIV-1和Mtb共感染个体诊断
                        尐尐呅

                        
    结核病是艾滋病合并其他疾病中导致患者死亡的主要原因。其中结核病由结核分枝杆菌（Mycobacteriumtuberculosis,Mtb）感染引起，获得性免疫缺陷综合症（艾滋病）由人免疫缺陷病毒（Humanimmunodeficiencyvirustype1,HIV-1）感染引起。国家感染性疾病临床医学研究中心/深圳市第三人民医院张国良团队携手深圳华大生命科学研究院吴靓团队，共同研究得出单细胞测序
    
                    
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  • c++ 的iostream 和 c++的stdio的区别和联系
                        黄卷青灯77
c++算法开发语言iostreamstdio
                        
    在C++中，iostream和C语言的stdio.h都是用于处理输入输出的库，但它们在设计、用法和功能上有许多不同。以下是两者的区别和联系：区别1.编程风格iostream（C++风格）：C++标准库中的输入输出流类库，支持面向对象的输入输出操作。典型用法是cin（输入）和cout（输出），使用>操作符来处理数据。更加类型安全，支持用户自定义类型的输入输出。#includeintmain(){in
    
                    
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  • 瑶池防线
                        谜影梦蝶

                        
    冥华虽然逃过了影梦的军队，但他是一个忠臣，他选择上报战况。败给影梦后成逃兵，高层亡尔还活着，七重天失守......随便一条，即可处死冥华。冥华自然是知道以仙界高层的习性此信一发自己必死无疑，但他还选择上报实情，因为责任。同样此信送到仙宫后，知道此事的人，大多数人都认定冥华要完了，所以上到仙界高层，下到扫大街的，包括冥华自己，全都准备好迎接冥华之死。如果仙界现在还属于两方之争的话，冥华必死无疑。然而
    
                    
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  • 爬山后遗症
                        璃绛

                        
    爬山，攀登，一步一步走向制高点，是一种挑战。成功抵达是一种无法言语的快乐，在山顶吹吹风，看看风景，这是从未有过的体验。然而，爬山一时爽，下山腿打颤，颠簸的路，一路向下走，腿部力量不够，走起来抖到不行，停不下来了！第二天必定腿疼，浑身酸痛，坐立难安！
    
                    
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  • 算法 单链的创建与删除
                                    换个号韩国红果果
c算法
                                    
    
先创建结构体
struct student {
	int data;
	//int tag;//标记这是第几个
	struct student *next;
};
//  addone 用于将一个数插入已从小到大排好序的链中
struct student *addone(struct student *h,int x){
		if(h==NULL)  //??????
			
    
                                
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  • 《大型网站系统与Java中间件实践》第2章读后感
                                    白糖_
java中间件
                                    
           断断续续花了两天时间试读了《大型网站系统与Java中间件实践》的第2章，这章总述了从一个小型单机构建的网站发展到大型网站的演化过程---整个过程会遇到很多困难，但每一个屏障都会有解决方案，最终就是依靠这些个解决方案汇聚到一起组成了一个健壮稳定高效的大型系统。 
  
       看完整章内容，
    
                                
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  • zeus持久层spring事务单元测试
                                    deng520159
javaDAOspringjdbc
                                    
    今天把zeus事务单元测试放出来,让大家指出他的毛病, 
1.ZeusTransactionTest.java 单元测试 
  
package com.dengliang.zeus.webdemo.test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

import org.junit.Test;
import 
    
                                
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  • Rss 订阅 开发
                                    周凡杨
htmlxml订阅rss规范
                                    
      
              RSS是 Really Simple Syndication的缩写（对rss2.0而言，是这三个词的缩写，对rss1.0而言则是RDF Site Summary的缩写，1.0与2.0走的是两个体系）。 
  
RSS
    
                                
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  • 分页查询实现
                                    g21121
分页查询
                                    
    在查询列表时我们常常会用到分页，分页的好处就是减少数据交换，每次查询一定数量减少数据库压力等等。 
按实现形式分前台分页和服务器分页： 
前台分页就是一次查询出所有记录，在页面中用js进行虚拟分页，这种形式在数据量较小时优势比较明显，一次加载就不必再访问服务器了，但当数据量较大时会对页面造成压力，传输速度也会大幅下降。 
服务器分页就是每次请求相同数量记录，按一定规则排序，每次取一定序号直接的数据
    
                                
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  • spring jms异步消息处理
                                    510888780
jms
                                    
    spring JMS对于异步消息处理基本上只需配置下就能进行高效的处理。其核心就是消息侦听器容器，常用的类就是DefaultMessageListenerContainer。该容器可配置侦听器的并发数量，以及配合MessageListenerAdapter使用消息驱动POJO进行消息处理。且消息驱动POJO是放入TaskExecutor中进行处理，进一步提高性能，减少侦听器的阻塞。具体配置如下： 
    
                                
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  • highCharts柱状图
                                    布衣凌宇
hightCharts柱图
                                    
    第一步：导入 exporting.js,grid.js,highcharts.js;第二步：写controller 
  
@Controller@RequestMapping(value="${adminPath}/statistick")public class StatistickController {  private UserServi
    
                                
    • 
                                
  • 我的spring学习笔记2-IoC（反向控制 依赖注入）
                                    aijuans
springmvcSpring 教程spring3 教程Spring 入门
                                    
    IoC（反向控制 依赖注入）这是Spring提出来了，这也是Spring一大特色。这里我不用多说，我们看Spring教程就可以了解。当然我们不用Spring也可以用IoC，下面我将介绍不用Spring的IoC。 
IoC不是框架，她是java的技术，如今大多数轻量级的容器都会用到IoC技术。这里我就用一个例子来说明： 
如：程序中有 Mysql.calss 、Oracle.class 、SqlSe
    
                                
    • 
                                
  • TLS java简单实现
                                    antlove
javasslkeystoretlssecure
                                    
      
1. SSLServer.java 
package ssl;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.security.KeyStore;
import 
    
                                
    • 
                                
  • Zip解压压缩文件
                                    百合不是茶
Zip格式解压Zip流的使用文件解压
                                    
      
 ZIP文件的解压缩实质上就是从输入流中读取数据。Java.util.zip包提供了类ZipInputStream来读取ZIP文件,下面的代码段创建了一个输入流来读取ZIP格式的文件; 
ZipInputStream in = new ZipInputStream(new FileInputStream(zipFileName)); 
  
  
&n
    
                                
    • 
                                
  • underscore.js 学习（一）
                                    bijian1013
JavaScriptunderscore
                                    
            工作中需要用到underscore.js，发现这是一个包括了很多基本功能函数的js库，里面有很多实用的函数。而且它没有扩展 javascript的原生对象。主要涉及对Collection、Object、Array、Function的操作。       学
    
                                
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  • java jvm常用命令工具——jstatd命令(Java Statistics Monitoring Daemon)
                                    bijian1013
javajvmjstatd
                                    
    1.介绍 
        jstatd是一个基于RMI（Remove Method Invocation）的服务程序，它用于监控基于HotSpot的JVM中资源的创建及销毁，并且提供了一个远程接口允许远程的监控工具连接到本地的JVM执行命令。 
        jstatd是基于RMI的，所以在运行jstatd的服务
    
                                
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  • 【Spring框架三】Spring常用注解之Transactional
                                    bit1129
transactional
                                    
    Spring可以通过注解@Transactional来为业务逻辑层的方法(调用DAO完成持久化动作)添加事务能力，如下是@Transactional注解的定义： 
  
/*
 * Copyright 2002-2010 the original author or authors.
 *
 * Licensed under the Apache License, Version 
    
                                
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  • 我(程序员)的前进方向
                                    bitray
程序员
                                    
    作为一个普通的程序员,我一直游走在java语言中,java也确实让我有了很多的体会.不过随着学习的深入,java语言的新技术产生的越来越多,从最初期的javase,我逐渐开始转变到ssh,ssi,这种主流的码农,.过了几天为了解决新问题,webservice的大旗也被我祭出来了,又过了些日子jms架构的activemq也开始必须学习了.再后来开始了一系列技术学习,osgi,restful.....
    
                                
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  • nginx lua开发经验总结
                                    ronin47

                                    
    使用nginx lua已经两三个月了，项目接开发完毕了，这几天准备上线并且跟高德地图对接。回顾下来lua在项目中占得必中还是比较大的，跟PHP的占比差不多持平了，因此在开发中遇到一些问题备忘一下  1：content_by_lua中代码容量有限制，一般不要写太多代码，正常编写代码一般在100行左右（具体容量没有细心测哈哈，在4kb左右），如果超出了则重启nginx的时候会报 too long pa
    
                                
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  • java-66-用递归颠倒一个栈。例如输入栈{1,2,3,4,5}，1在栈顶。颠倒之后的栈为{5,4,3,2,1}，5处在栈顶
                                    bylijinnan
java
                                    
    
import java.util.Stack;

public class ReverseStackRecursive {

	/**
	 * Q 66.颠倒栈。
	 * 题目：用递归颠倒一个栈。例如输入栈{1,2,3,4,5}，1在栈顶。
	 * 颠倒之后的栈为{5,4,3,2,1}，5处在栈顶。
	 *1. Pop the top element
	 *2. Revers
    
                                
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  • 正确理解Linux内存占用过高的问题
                                    cfyme
linux
                                    
    Linux开机后，使用top命令查看，4G物理内存发现已使用的多大3.2G，占用率高达80%以上： 
Mem:   3889836k total,  3341868k used,   547968k free,   286044k buffers 
Swap:  6127608k total,&nb
    
                                
    • 
                                
  • [JWFD开源工作流]当前流程引擎设计的一个急需解决的问题
                                    comsci
工作流
                                    
     
 
     当我们的流程引擎进入IRC阶段的时候，当循环反馈模型出现之后，每次循环都会导致一大堆节点内存数据残留在系统内存中，循环的次数越多，这些残留数据将导致系统内存溢出，并使得引擎崩溃。。。。。。 
 
      而解决办法就是利用汇编语言或者其它系统编程语言，在引擎运行时，把这些残留数据清除掉。
    
                                
    • 
                                
  • 自定义类的equals函数
                                    dai_lm
equals
                                    
    仅作笔记使用 
 

public class VectorQueue {

	private final Vector<VectorItem> queue;

	private class VectorItem {
		private final Object item;
		private final int quantity;

		public VectorI
    
                                
    • 
                                
  • Linux下安装R语言
                                    datageek
R语言 linux
                                    
    命令如下：sudo gedit  /etc/apt/sources.list1、deb http://mirrors.ustc.edu.cn/CRAN/bin/linux/ubuntu/ precise/ 2、deb http://dk.archive.ubuntu.com/ubuntu hardy universesudo apt-key adv --keyserver ke
    
                                
    • 
                                
  • 如何修改mysql 并发数(连接数)最大值
                                    dcj3sjt126com
mysql
                                    
    MySQL的连接数最大值跟MySQL没关系，主要看系统和业务逻辑了 
  
方法一：进入MYSQL安装目录 打开MYSQL配置文件 my.ini 或 my.cnf查找 max_connections=100 修改为 max_connections=1000 服务里重起MYSQL即可 
　　方法二：MySQL的最大连接数默认是100客户端登录：mysql -uusername -ppass
    
                                
    • 
                                
  • 单一功能原则
                                    dcj3sjt126com
面向对象的程序设计软件设计编程原则
                                    
    单一功能原则[
编辑]            
SOLID    原则    
 
 单一功能原则 
 开闭原则 
 Liskov代换原则 
 接口隔离原则 
 依赖反转原则 
      
 
 查   
 论   
 编 
      
在面向对象编程领域中，单一功能原则（Single responsibility principle）规定每个类都应该有
    
                                
    • 
                                
  • POJO、VO和JavaBean区别和联系
                                    fanmingxing
VOPOJOjavabean
                                    
    POJO和JavaBean是我们常见的两个关键字，一般容易混淆，POJO全称是Plain Ordinary Java Object / Plain Old Java Object，中文可以翻译成：普通Java类，具有一部分getter/setter方法的那种类就可以称作POJO，但是JavaBean则比POJO复杂很多，JavaBean是一种组件技术，就好像你做了一个扳子，而这个扳子会在很多地方被
    
                                
    • 
                                
  • SpringSecurity3.X--LDAP：AD配置
                                    hanqunfeng
SpringSecurity
                                    
    前面介绍过基于本地数据库验证的方式，参考http://hanqunfeng.iteye.com/blog/1155226，这里说一下如何修改为使用AD进行身份验证【只对用户名和密码进行验证，权限依旧存储在本地数据库中】。 
  
将配置文件中的如下部分删除： 
  <!-- 认证管理器，使用自定义的UserDetailsService，并对密码采用md5加密-->  
  
    
                                
    • 
                                
  • mac mysql 修改密码
                                    IXHONG
mysql
                                    
    $ sudo /usr/local/mysql/bin/mysqld_safe –user=root & //启动MySQL(也可以通过偏好设置面板来启动)$ sudo /usr/local/mysql/bin/mysqladmin -uroot password yourpassword //设置MySQL密码（注意，这是第一次MySQL密码为空的时候的设置命令，如果是修改密码，还需在-
    
                                
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  • 设计模式--抽象工厂模式
                                    kerryg
设计模式
                                    
    抽象工厂模式： 
 
    工厂模式有一个问题就是，类的创建依赖于工厂类，也就是说，如果想要拓展程序，必须对工厂类进行修改，这违背了闭包原则。我们采用抽象工厂模式，创建多个工厂类，这样一旦需要增加新的功能，直接增加新的工厂类就可以了，不需要修改之前的代码。 
 
    总结：这个模式的好处就是，如果想增加一个功能，就需要做一个实现类，
    
                                
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  • 评"高中女生军训期跳楼”
                                    nannan408

                                    
       首先，先抛出我的观点，各位看官少点砖头。那就是，中国的差异化教育必须做起来。 
   孔圣人有云：有教无类。不同类型的人，都应该有对应的教育方法。目前中国的一体化教育，不知道已经扼杀了多少创造性人才。我们出不了爱迪生，出不了爱因斯坦，很大原因，是我们的培养思路错了，我们是第一要“顺从”。如果不顺从，我们的学校，就会用各种方法，罚站，罚写作业，各种罚。军
    
                                
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  • scala如何读取和写入文件内容？
                                    qindongliang1922
javajvmscala
                                    
    直接看如下代码： 
 
package file

import java.io.RandomAccessFile
import java.nio.charset.Charset

import scala.io.Source
import scala.reflect.io.{File, Path}

/**
 * Created by qindongliang on 2015/
    
                                
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  • C语言算法之百元买百鸡
                                    qiufeihu
c算法
                                    
    中国古代数学家张丘建在他的《算经》中提出了一个著名的“百钱买百鸡问题”，鸡翁一，值钱五，鸡母一，值钱三，鸡雏三，值钱一，百钱买百鸡，问翁，母，雏各几何？ 
代码如下： 
#include <stdio.h>
int main()
{
	int cock,hen,chick;                               /*定义变量为基本整型*/
	for(coc
    
                                
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  • Hadoop集群安全性：Hadoop中Namenode单点故障的解决方案及详细介绍AvatarNode
                                    wyz2009107220
NameNode
                                    
    正如大家所知，NameNode在Hadoop系统中存在单点故障问题，这个对于标榜高可用性的Hadoop来说一直是个软肋。本文讨论一下为了解决这个问题而存在的几个solution。 
1. Secondary NameNode 
原理：Secondary NN会定期的从NN中读取editlog，与自己存储的Image进行合并形成新的metadata image 
优点：Hadoop较早的版本都自带，
    
                                
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