Java文件拷貝方式

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利用java.io類庫，直接為源文件構建一個FileInputStream讀取，然后再為目標文件構建一個FileOutputStream，完成寫入工作。

public static void copyFileByStream(File source, File dest) throws IOException {
    try (InputStream is = new FileInputStream(source);
         OutputStream os = new FileOutputStream(dest)) {
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int length;

        while ((length = is.read(buffer)) > 0) {
            os.write(buffer, 0, length);
        }
    }
}

 

利用java.nio類庫提供的transferTo或transferFrom方法實現

public static void copyFileByChannel(File source, File dest) throws IOException {
    try (FileChannel sourceChannel = new FileInputStream(source).getChannel();
         FileChannel targetChannel = new FileOutputStream(dest).getChannel()) {
        
        for (long count = sourceChannel.size(); count > 0; ) {
            long transferred = sourceChannel.transferTo(sourceChannel.position(), count, targetChannel);

            sourceChannel.position(sourceChannel.position() + transferred);

            count -= transferred;
        }
    }
}

 

Java標准類庫提供的幾種Files.copy的實現

 

對於Copy的效率，這個其實與操作系統和配置等情況相關，總體上來說，NIO transferTo/From的方式可能更快，因為它更能利用現代操作系統底層機制，避免不必要拷貝和上下文切換。

 

拷貝實現機制分析

先來理解一下，前面實現的不同拷貝方法，本質上有什么明顯的區別。

首先，需要理解用戶態空間（User Space）和內核態空間（Kernel Space），這是操作系統層面的基本概念，操作系統內核、硬件驅動等運行在內核態空間，具有相對高的特權；而用戶態空間，則是給普通應用和服務使用。可以參考：https://en.wikipedia.org/wiki/User_space。

當使用輸入輸出流進行讀寫時，實際上是進行了多次上下文切換，比如應用讀取數據時，先在內核態將數據從磁盤讀取到內核緩存，再切換到用戶態將數據從內核緩存讀取到用戶緩存。

寫入操作也是類似，僅僅是步驟相反，可以參考下面這張圖。

所以，這種方式會帶來一定的額外開銷，可能會降低IO效率。

而基於NIO transferTo的實現方式，在Linux和Unix上，則會使用到零拷貝技術，數據傳輸並不需要用戶態參與，省去了上下文切換的開銷和不必要的內存拷貝，進而可能提高應用拷貝性能。注意，transferTo不僅僅是可以用在文件拷貝中，與其類似的，例如讀取磁盤文件，然后進行Socket發送，同樣可以享受這種機制帶來的性能和擴展性提高。

transferTo的傳輸過程是：

 

Reference

https://time.geekbang.org/column/article/8393