基于零拷贝技术的的java NIO文件下载服务器

什么是零拷贝？
咱们首先来认识一下传统的I/O操做。
假如说用户进程如今要把一个文件复制到另外一个地方。
那么用户程序必须先把这个文件读入内存，而后再把内存里的数据写入另外一个文件。
不过文件读入内存也不是直接读入用户进程的内存，而是先读入操做系统内核的内存，而后再从操做系统内核的内存区读到用户进程的内存。
与之对应的是，写文件也不是直接写到磁盘上的文件，而是用户进程先把本身内存的数据传到操做系统内核的内存，而后再从操做系统内核的内存区写到磁盘。而这其中涉及到诸多的系统调用。
所以看上去简单的操做至少要分为四部
1磁盘文件读入操做系统
2操做系统读到用户进程
3用户进程写到操做系统
4操做系统写入磁盘文件

零拷贝和传统I/O有和不一样？
零拷贝就是指，传输一个文件的时候，不须要把文件读到用户进程再处理，而是直接把文件读到操做系统一个内存区，而后再移动到操做系统的另外一个内存区，最后写入文件。
这样一来，步骤变成这样：
1磁盘文件读入操做系统
2操做系统把数据写入操做系统另外一个区域
3操做系统写入磁盘文件
虽然只少了一步，可是这里不只减小了数据移动的时间损耗，并且减小了系统调用的次数，所以大大缩短了时间。
更加详细的解释请看https://blog.csdn.net/u010530...

java里如何实现零拷贝呢？
这就要提及java nio中的FileChannel.transferTo()方法了，该方法是把FileChannel中的数据利用零靠的技术转移到另外一个channel。这另外一个channel每每是FileChannel，不过SocketChannel也是能够的:)。
简单实现(静态下载文件，不能根据用户指令来更改下载的文件。)
代码以下：
单线程版本：

package qiuqi.filedownloadtest;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.channels.*;
import java.util.Iterator;

public class FileServer {

    
    public static void main(String[] args) throws IOException {


        startServer();
    }

    public static void startServer() throws IOException {
        ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
        serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(9999));
        serverSocketChannel.configureBlocking(false);
        Selector selector = Selector.open();
        serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
        while (selector.select() > 0)
        {
            Iterator<SelectionKey> iterator = selector.selectedKeys().iterator();
            while (iterator.hasNext())
            {
                SelectionKey key = iterator.next();
                iterator.remove();
                if(key.isAcceptable())
                {
                 SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
                 try (FileInputStream in = new FileInputStream("C:\\Users\\dell\\Desktop\\ZOL手机数据(1).rar")){

                         long size = in.available();
                         long num = 0;
                         long begin = 0;
                         while ( (num = in.getChannel().transferTo(begin,size,socketChannel))!=0)
                         {
                             size-=num;
                             begin += num;
                         }
                     socketChannel.close();

                 }
                 catch (IOException e){e.printStackTrace();}

                }
            }
        }


    }
}

多线程版本：

package qiuqi.filedownloadtest;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.channels.*;
import java.util.Iterator;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class FileServer {

    static ExecutorService threadpool = Executors.newCachedThreadPool();
    public static void main(String[] args) throws IOException {

        startServer();
    }

    public static void startServer() throws IOException {
        ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
        serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(9999));
        serverSocketChannel.configureBlocking(false);
        Selector selector = Selector.open();
        serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
        while (selector.select() > 0)
        {
            Iterator<SelectionKey> iterator = selector.selectedKeys().iterator();
            while (iterator.hasNext())
            {
                SelectionKey key = iterator.next();
                iterator.remove();
                if(key.isAcceptable())
                {
                 SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
                    threadpool.execute(new Runnable() {
                        @Override
                        public void run() {
                            try (FileInputStream in = new FileInputStream("C:\\Users\\dell\\Desktop\\ZOL手机数据(1).rar")){

                         long size = in.available();
                         long num = 0;
                         long begin = 0;
                         while ( (num = in.getChannel().transferTo(begin,size,socketChannel))!=0)
                         {
                             size-=num;
                             begin += num;
                         }
                                socketChannel.close();
                            }
                            catch (IOException e){e.printStackTrace();}
                        }
                    });
                 

                }
            }
        }


    }
}

代码就不讲解了。若是学过java nio，那么理解上面的程序垂手可得。
若是不熟悉java nio的服务器编程那么请先学习再来观看。

最后我想说，java NIO真的是NEW IO即新的IO，而不是NonBlocking IO即非阻塞IO。由于在这套体系里，不单单提供了非阻塞的编程模型，并且提供了相似零拷贝，内存映射这样的新技术(对于操做系统来讲早就有了)。