jvm hotspot 源码分析 RandomAccessfile vs FileChannel 写文件
RandomAccessFile 和 FileChannel 是常用的写文件的方式，而一般都会推荐使用FileChannelImpl ，同事做了个测试，却发现FileChannelImpl写文件的性能比RandomAccessFile差。
调用接口：
RandomAccessFile.write(byte[] bytes)
FileChannel.write(ByteBuffer src)
FileChannel
实现类FileChannelImpl.write(ByteBuffer src), 调用了IOUtil.write 方法
static int write(FileDescriptor fd, ByteBuffer src, long position,
NativeDispatcher nd, Object lock)
throws IOException
{
if (src instanceof DirectBuffer)
return writeFromNativeBuffer(fd, src, position, nd, lock);
// Substitute a native buffer
int pos = src.position();
int lim = src.limit();
assert (pos <= lim);
int rem = (pos <= lim ? lim - pos : 0);
ByteBuffer bb = null;
try {
bb = Util.getTemporaryDirectBuffer(rem);
bb.put(src);
bb.flip();
// Do not update src until we see how many bytes were written
src.position(pos);
int n = writeFromNativeBuffer(fd, bb, position, nd, lock);
if (n > 0) {
// now update src
src.position(pos + n);
}
return n;
} finally {
Util.offerFirstTemporaryDirectBuffer(bb);
}
}
如果ByteBuffer 是directByteBuffer,直接调用函数writeFromNativeBuffer复制
如果不是DirectByteBuffer,会从DirectByteBuffer 池中取一个DirectByteBuffer, 将ByteBuffer中的byte[]数组复制到DirectByteBuffer中，为了避免allocate 内存的开销，对同一个线程会有DirectByteBuffer池的缓存，指定不同的大小，getTemporaryDirectBuffer方法就是从池里找到一个比自己大的DirectByteBuffer。
DirectByteBuffer 和 HeapByteBuffer的区别
在java中关于DirectByteBuffer 和传统的HeapByteBuffer 的区别是，DirectByteBuffer 是一块真实的内存块，里面存放的是byte数组的内容，而HeapByteBuffer里面只是数组的引用。这样就可以理解DirectByteBuffer 只要2个重要元素就够了，一个是内存的起始地址，一个是内存块的长度。一旦要和内核或者别的语言操作的时候，DirectByteBuffer是最好的选择，没有byte[] 或者java的object的结构，只要通过访问地址和长度，就能访问到数据本身，而在sun的unsafe.java里就提供了大量的直接访问内存的函数。
方法writeFromNativeBuffer 最后通过调用FileDispatcher.c linux中调用的就是c 函数pwrite64写文件
RandomAccessFile
在RandomAccessFile.write 中，直接调用的就是native方法，也就是io_util.c中writeBytes 方法
void
writeBytes(JNIEnv *env, jobject this, jbyteArray bytes,
jint off, jint len, jfieldID fid)
{
int n, datalen;
char stackBuf[BUF_SIZE];
char *buf = 0;
FD fd;
if (IS_NULL(bytes)) {
JNU_ThrowNullPointerException(env, 0);
return;
}
datalen = (*env)->GetArrayLength(env, bytes);
if ((off < 0) || (off > datalen) ||
(len < 0) || ((off + len) > datalen) || ((INT_MAX - off) < len)) {
JNU_ThrowByName(env, "java/lang/IndexOutOfBoundsException", 0);
return;
}
if (len == 0) {
return;
} else if (len > BUF_SIZE) {
buf = malloc(len);
if (buf == 0) {
JNU_ThrowOutOfMemoryError(env, 0);
return;
}
} else {
buf = stackBuf;
}
fd = GET_FD(this, fid);
(*env)->GetByteArrayRegion(env, bytes, off, len, (jbyte *)buf);
if (!(*env)->ExceptionOccurred(env)) {
off = 0;
while (len > 0) {
n = IO_Write(fd, buf+off, len);
if (n == JVM_IO_ERR) {
JNU_ThrowIOExceptionWithLastError(env, "Write error");
break;
} else if (n == JVM_IO_INTR) {
JNU_ThrowByName(env, "java/io/InterruptedIOException", 0);
break;
}
off += n;
len -= n;
}
}
if (buf != stackBuf) {
free(buf);
}
}
区别：
第一： 两个函数的参数是不一样的，一个是byte数组，一个是bytebuffer, 对filechannel来说，如果传进去是directbuffer,不涉及到内存的复制，那么性能是最好的。
第二： 复制byte数组到内存中，GetByteArrayRegion 用的是memcpy 而 filechannel AMD64用的是memmove ,对别的cpu直接使用汇编, 而memcpy的性能比memove高。
强制sync
在linux中,write 函数只能保证把内存复制到page cache中，需要调用fdatasync,fsync 来强制提交到磁盘中去，一般在db, hadoop, kv 中比较重要的事务日志文件都需要强制sync 保证数据真的在磁盘中。
也就是函数 filechannel.force 和 RandomAccessFile.getFD().sync(); 但这2个函数是性能比较差的。
如何提高sync的性能
1. 用direct_io 去open file
2. 调用 sync_file_range，去跟新部分内容，而不是sync整个文件
long sync_file_range(int fd, loff_t offset, loff_t nbytes, int flags);
但这2中方式在java里都没有支持，也是java以后可以提高的地方。