mappedbytebuffer详解

一、mappedbytebuffer是什么

MappedByteBuffer 是 Java NIO 中用于内存映射文件（memory-mapped files）操作的类。它可以让你直接修改磁盘文件中的数据，且速度比传统的基于流（stream-based）或基于缓存（buffer-based）的 I/O 快得多。

它在底层实现上使用了操作系统的部分内存映射文件功能，这种方式可以提高文件的访问速度、读写性能和文件的共享性。与传统的读入数据的方式不同，内存映射文件的读取是通过内存直接映射到文件的方式读取的。

二、mappedbytebuffer的优点

MappedByteBuffer在内存映射文件的读取、写入、修改等方面拥有很多优势，包括：

速度快。内存映射文件可以直接读取或写入磁盘，能够提高读写性能，减少了传统读写方式的一些瓶颈，如缓存、操作系统的调度、特权状态切换等等。
可共享。多个进程可以同时访问内存映射文件，这是与传统文件不同的地方。
容易使用。与传统流和通道IO，相比，内存映射文件代码更加容易实现和维护，操作简单，易于调试。

三、mappedbytebuffer示例

1. 内存映射文件的读取示例：


  try (FileChannel channel = FileChannel.open(path, StandardOpenOption.READ)) {  
      MappedByteBuffer buffer = channel.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, channel.size());  
      while (buffer.hasRemaining()) {  
          System.out.print((char) buffer.get());  
      }  
  }

首先需要获取到文件的文件操作通道，在 Java NIO 是通过 FileChannel 类来获得文件的通道，而对通道进行数据的读取，就使用了 map() 方法，该方法返回一个内存映射文件的缓存区，该缓存区与磁盘文件建立了映射关系，改变缓存区的内容，将会导致文件中的内容也发生改变。

2. 内存映射文件的写入示例：


  try (FileChannel channel = FileChannel.open(path, StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.READ, StandardOpenOption.CREATE)) {  
      MappedByteBuffer buffer = channel.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, 0, capacity);  
      buffer.put((byte) 97);
  }

为写内存映射文件，在写内存映射文件之前，需要获取到文件的文件操作通道，同时需要申明一个内存映射文件的缓存区。在 Java NIO 中，内存映射文件的写入操作同样是通过 map() 方法来实现的，不同的是，该方法需要传递一个文件模式参数，用于指定文件的读写权限。

3. 内存映射文件的修改示例：


 try (RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(path, "rw");
      FileChannel channel = raf.getChannel()) {  
     MappedByteBuffer buffer = channel.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, 0, length);  
     while (buffer.hasRemaining()) {  
         byte b = buffer.get();  
         buffer.put(Character.isUpperCase((char) b) ? (byte) Character.toLowerCase((char) b) : (byte) Character.toUpperCase((char) b));  
     }  
     buffer.force();  
 }

修改内存映射文件，则需要通过 channel.map() 方法获取内存映射文件的缓存区，并且该内存映射文件必须指定为可读写模式，否则将会抛出 NonWritableChannelException 异常。

在修改内存映射文件之前，我们需要写代码判断该文件的大小是否符合内存映射文件的大小，如果不符合，则需要调整。

四、mappedbytebuffer的应用场景

MappedByteBuffer 可以被广泛应用于大规模数据的读写、网络传输、嵌入式设备、缓存等场景，例如：

在 Web 容器中，可以使用内存映射文件代替 Application 中的缓存，从而提高数据读取速度。
在搜索引擎中，内存映射文件经常被用于全文搜索、索引查询等场景，因为内存映射文件具有可共享特性，而搜索引擎经常是多个进程对同一个文件进行操作
在数据库中，内存映射文件常被用于数据的缓存，包括缓存索引、缓存数据等等，可以显著提高数据库读写性能。

五、结语

本文从 mappedbytebuffer 的定义、优点、示例和应用场景等方面对其进行了详细的阐述，说明了该类的重要性和作用。我们在实际应用中，可以结合具体的业务场景，灵活运用这一高性能的类，提高应用的性能和效率。

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