支撑百万并发的“零拷贝”技术，你了解吗？( 十 ) _零拷贝

throw new InternalError(e);

}

return dbb;

}

private static void initDBBRConstructor() {

AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() {

public Void run() {

try {

Class<?> cl = Class.forName("java.nio.DirectByteBufferR");

Constructor<?> ctor = cl.getDeclaredConstructor(

new Class<?>[] { int.class, long.class, FileDescriptor.class,

Runnable.class });

ctor.setAccessible(true);

directByteBufferRConstructor = ctor;

} catch (ClassNotFoundException | NoSuchMethodException |

IllegalArgumentException | ClassCastException x) {

throw new InternalError(x);

}

return null;

}});

}

DirectByteBuffer 是 MappedByteBuffer 的具体实现类。
实际上，Util.newMappedByteBuffer() 方法通过反射机制获取 DirectByteBuffer 的构造器，然后创建一个 DirectByteBuffer 的实例，对应的是一个单独用于内存映射的构造方法：

protected DirectByteBuffer(int cap, long addr, FileDescriptor fd, Runnable unmapper) {
super(-1, 0, cap, cap, fd);
address = addr;
cleaner = Cleaner.create(this, unmapper);
att = null;
}

因此，除了允许分配操作系统的直接内存以外，DirectByteBuffer 本身也具有文件内存映射的功能，这里不做过多说明。
我们需要关注的是，DirectByteBuffer 在 MappedByteBuffer 的基础上提供了内存映像文件的随机读取 get() 和写入 write() 的操作。
内存映像文件的随机读操作：

public byte get() {
return ((unsafe.getByte(ix(nextGetIndex()))));
}
public byte get(int i) {
return ((unsafe.getByte(ix(checkIndex(i)))));
}

内存映像文件的随机写操作：

public ByteBuffer put(byte x) {
unsafe.putByte(ix(nextPutIndex()), ((x)));
return this;
}
public ByteBuffer put(int i, byte x) {
unsafe.putByte(ix(checkIndex(i)), ((x)));
return this;
}

内存映像文件的随机读写都是借助 ix() 方法实现定位的，ix() 方法通过内存映射空间的内存首地址(address)和给定偏移量 i 计算出指针地址，然后由 unsafe 类的 get() 和 put() 方法和对指针指向的数据进行读取或写入。

private long ix(int i) {
return address + ((long)i << 0);
}

FileChannel
FileChannel 是一个用于文件读写、映射和操作的通道，同时它在并发环境下是线程安全的。
基于 FileInputStream、FileOutputStream 或者 RandomaccessFile 的 getChannel() 方法可以创建并打开一个文件通道。
FileChannel 定义了 transferFrom() 和 transferTo() 两个抽象方法，它通过在通道和通道之间建立连接实现数据传输的。
transferTo()：通过 FileChannel 把文件里面的源数据写入一个 WritableByteChannel 的目的通道。

public abstract long transferTo(long position, long count, WritableByteChannel target)
throws IOException;

transferFrom()：把一个源通道 ReadableByteChannel 中的数据读取到当前 FileChannel 的文件里面。

public abstract long transferFrom(ReadableByteChannel src, long position, long count)
throws IOException;

下面给出 FileChannel 利用 transferTo() 和 transferFrom() 方法进行数据传输的使用示例：

private static final String CONTENT = "Zero copy implemented by FileChannel";
private static final String SOURCE_FILE = "/source.txt";
private static final String TARGET_FILE = "/target.txt";
private static final String CHARSET = "UTF-8";

首先在类加载根路径下创建 source.txt 和 target.txt 两个文件，对源文件 source.txt 文件写入初始化数据。

@Before
public void setup() {
Path source = Paths.get(getClassPath(SOURCE_FILE));
byte[] bytes = CONTENT.getBytes(Charset.forName(CHARSET));
try (FileChannel fromChannel = FileChannel.open(source, StandardOpenOption.READ,
StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.TRUNCATE_EXISTING)) {
fromChannel.write(ByteBuffer.wrap(bytes));
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}

对于 transferTo() 方法而言，目的通道 toChannel 可以是任意的单向字节写通道 WritableByteChannel;而对于 transferFrom() 方法而言，源通道 fromChannel 可以是任意的单向字节读通道 ReadableByteChannel 。
其中，FileChannel、SocketChannel 和 DatagramChannel 等通道实现了 WritableByteChannel 和 ReadableByteChannel 接口，都是同时支持读写的双向通道。
为了方便测试，下面给出基于 FileChannel 完成 channel-to-channel 的数据传输示例。