快捷導(dǎo)航

java中使用mmap技術(shù)的實現(xiàn)示例

更新時間：2026年01月28日 09:14:37 作者：Java編程愛好者

本文主要介紹了java中使用mmap技術(shù)的實現(xiàn)示例,文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì),對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值,需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

前言

jdk21 之后，隨著 FFM 加入并穩(wěn)定，現(xiàn)在 java 中也可以直接使用 mmap 技術(shù)將文件直接映射進內(nèi)存并讀取了，并且沒有 nio 中 21 億的限制（Integer.MAX_VALUE）。

BIO時代

try (FileInputStream fis = new FileInputStream("file.txt")) {
    byte[] buffer = new byte[8192]; // 8KB 緩沖區(qū)
    int bytesRead;
    while ((bytesRead = fis.read(buffer)) != -1) {
        // 處理 buffer 中的前 bytesRead 字節(jié)
    }
}

最早讀取文件就是阻塞讀取，由于 byte[] 是jdk管理，自己傳入的，所以下標(biāo)最大就是21億，而且由于正常情況下由代碼傳入，所以不可能 new byte[Integer.MAX_VALUE]，而且 byte[] 回收需要看 gc。

NIO時代（JDK 1.4+）

try (FileChannel channel = FileChannel.open(Paths.get("data.txt"), StandardOpenOption.READ)) {
    MappedByteBuffer buffer = channel.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, size);
}

后來 java 推出了 NIO，但是作者本人實際工作接觸的需要如此優(yōu)化的場景太少，且 api 并不直觀，導(dǎo)致完全沒有用過幾次。返回的 MappedByteBuffer api 中下標(biāo)參數(shù)使用的是 int，這直接導(dǎo)致超過 4G 的文件必須分段映射，且 MappedByteBuffer 映射的內(nèi)存也需要 gc 回收。

屬于初代 mmap 技術(shù)，雖然原理上是 mmap，但是限制頗多。

AIO時代（JDK 7+）

本質(zhì)上是 NIO.2，或者叫 new NIO，原則上屬于NIO的一部分

AsynchronousFileChannel

這個 api 更是查無此人，作者并不知道這個應(yīng)該怎么用/有什么性能。

FFM（JDK 22+）

try (var arena = Arena.ofConfined();
     var channel = FileChannel.open(path, StandardOpenOption.READ)) {
    var size = channel.size();
    var memorySegment = channel.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY,
            0,
            size,
            arena
    );

} catch (IOException e) {
    throw new RuntimeException(e);
}

隨著 FFM 穩(wěn)定，原本的 FileChannel api 中也加入了對 FFM 的支持，使用 Arena 配置接下來申請的內(nèi)存的生命周期管理，再將 arena 傳入 channel，返回 MemorySegment，使用 MemorySegment 即可對全文件進行隨機讀寫。arena 關(guān)閉后申請的所有內(nèi)存直接回收，沒有 gc 壓力。

由于調(diào)用的是底層的 mmap 返回的內(nèi)存段，所以直接讀寫 memorySegment 即可直接反應(yīng)到文件上，也可以調(diào)用 MemorySegment#force() 強制寫入。

更加接近底層的 mmap 技術(shù)，可選擇是否有 gc 壓力。

讀取示例：

public class MemorySegmentFileTest {
    private static final Path path = Path.of("/home/bin-/Downloads/home/extraData.img");

    static void main() {
        try (var arena = Arena.ofConfined();
             var channel = FileChannel.open(path, StandardOpenOption.READ)) {
            var size = channel.size();
            var memorySegment = channel.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY,
                    0,
                    size,
                    arena
            );

            System.out.println("成功映射文件，大?。? + printSize(size));
            System.out.println("內(nèi)存段地址：" + memorySegment.address());
            System.out.println("內(nèi)存段大小：" + printSize(memorySegment.byteSize()));
            System.out.println("內(nèi)存段內(nèi)容前16字節(jié)：");
            for (long i = 0; i < 16; i++) {
                byte b = memorySegment.get(ValueLayout.JAVA_BYTE, i);
                System.out.printf("0x%02X ", b);
            }
            System.out.println();
            System.out.println("內(nèi)存段內(nèi)容后16字節(jié)：");
            for (long i = size - 16; i < size; i++) {
                byte b = memorySegment.get(ValueLayout.JAVA_BYTE, i);
                System.out.printf("0x%02X ", b);
            }
            System.out.println();

        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    private static String printSize(long size) {
        String[] units = {"B", "KiB", "MiB", "GiB", "TiB", "PiB", "EiB"};
        long s = size;
        var list = new ArrayList<String>();
        var builder = new StringBuilder();
        var formatter = new Formatter(builder);
        for (var unit : units) {
            int sub = (int) (s & ((1 << 10) - 1));
            formatter.format("%s %s", sub, unit);
            list.add(builder.toString());
            builder.setLength(0);
            if (s < 1024) {
                break;
            }
            s >>= 10;
        }
        return String.join(" ", list.reversed());
    }
}