使用NIO实现大文件复制并添加进度回调 -

题目

使用NIO实现大文件复制并添加进度回调

信息

类型：问答
难度：⭐⭐

考点

NIO文件通道,缓冲区管理,进度回调机制

快速回答

使用Java NIO实现高效文件复制的关键步骤：

使用FileChannel的transferTo/transferFrom方法实现零拷贝
通过ByteBuffer分配直接缓冲区减少内存拷贝
实现ProgressCallback接口定期报告进度
使用try-with-resources确保资源关闭

## 解析

核心原理

Java NIO的文件通道（FileChannel）提供了比传统IO更高效的文件操作：

零拷贝技术：transferTo()和transferFrom()方法利用操作系统底层优化，减少数据在用户态和内核态之间的拷贝
直接缓冲区：ByteBuffer.allocateDirect()分配堆外内存，避免JVM堆与本地内存间的数据拷贝
非阻塞操作：NIO支持非阻塞IO（需配合Selector），但文件IO默认阻塞

代码实现

public class NIOFileCopier {

    public interface ProgressCallback {
        void update(long transferred, long total);
    }

    public static void copyFile(Path source, Path target, ProgressCallback callback) 
            throws IOException {

        long size = Files.size(source);
        long transferred = 0;

        try (FileChannel inChannel = FileChannel.open(source, StandardOpenOption.READ);
             FileChannel outChannel = FileChannel.open(target, 
                 StandardOpenOption.CREATE, 
                 StandardOpenOption.WRITE, 
                 StandardOpenOption.TRUNCATE_EXISTING)) {

            ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(4 * 1024); // 4KB直接缓冲区

            while (transferred < size) {
                int read = inChannel.read(buffer);
                if (read == -1) break;

                buffer.flip(); // 切换为读模式
                outChannel.write(buffer);
                buffer.compact(); // 保留未处理数据

                transferred += read;
                if (callback != null) {
                    callback.update(transferred, size);
                }
            }

            // 处理缓冲区剩余数据
            buffer.flip();
            while (buffer.hasRemaining()) {
                outChannel.write(buffer);
            }
        }
    }
}

最佳实践

缓冲区大小：通常设置为4KB-8KB（磁盘块大小倍数），过大会增加GC压力
进度报告频率：根据文件大小动态调整报告间隔，避免高频回调影响性能
异常处理：确保文件关闭使用try-with-resources，处理IOException和SecurityException

常见错误

缓冲区模式错误：忘记调用flip()导致写入空数据
资源泄漏：未关闭FileChannel导致文件句柄耗尽
进度计算不准确：未考虑最后一次compact()后的剩余数据

扩展知识

零拷贝优化：对于超大文件（>1GB），改用transferTo()可提升30%+性能：

long position = 0;
while (position < size) {
    position += inChannel.transferTo(position, 8 * 1024 * 1024, outChannel);
    callback.update(position, size);
}