Java文件拷贝方式

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利用java.io类库，直接为源文件构建一个FileInputStream读取，然后再为目标文件构建一个FileOutputStream，完成写入工作。

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类库提供的transferTo或transferFrom方法实现

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标准类库提供的几种Files.copy的实现

 

对于Copy的效率，这个其实与操作系统和配置等情况相关，总体上来说，NIO transferTo/From的方式可能更快，因为它更能利用现代操作系统底层机制，避免不必要拷贝和上下文切换。

 

拷贝实现机制分析

先来理解一下，前面实现的不同拷贝方法，本质上有什么明显的区别。

首先，需要理解用户态空间（User Space）和内核态空间（Kernel Space），这是操作系统层面的基本概念，操作系统内核、硬件驱动等运行在内核态空间，具有相对高的特权；而用户态空间，则是给普通应用和服务使用。可以参考：https://en.wikipedia.org/wiki/User_space。

当使用输入输出流进行读写时，实际上是进行了多次上下文切换，比如应用读取数据时，先在内核态将数据从磁盘读取到内核缓存，再切换到用户态将数据从内核缓存读取到用户缓存。

写入操作也是类似，仅仅是步骤相反，可以参考下面这张图。

所以，这种方式会带来一定的额外开销，可能会降低IO效率。

而基于NIO transferTo的实现方式，在Linux和Unix上，则会使用到零拷贝技术，数据传输并不需要用户态参与，省去了上下文切换的开销和不必要的内存拷贝，进而可能提高应用拷贝性能。注意，transferTo不仅仅是可以用在文件拷贝中，与其类似的，例如读取磁盘文件，然后进行Socket发送，同样可以享受这种机制带来的性能和扩展性提高。

transferTo的传输过程是：

 

Reference

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