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Java五种文件拷贝方式 ​

在 Java 中，文件拷贝主要有以下几种方式，不同场景下效率差异显著。以下从实现方式、效率对比和适用场景三方面详细解析：

一、文件拷贝的 5 种实现方式 ​

1. 传统字节流拷贝（FileInputStream + FileOutputStream） ​

java
public static void main(String[] args) throws IOException {
    try (InputStream is = new FileInputStream("source.txt");
         OutputStream os = new FileOutputStream("target.txt")) {
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int length;
        while ((length = is.read(buffer)) > 0) {
            os.write(buffer, 0, length);
        }
    }
}
  • 特点：基础方法，直接逐字节或缓冲区读写。
  • 效率：最低（适合小文件）。

2. 缓冲流优化拷贝（BufferedInputStream + BufferedOutputStream） ​

java
public static void main(String[] args) throws IOException {
    try (BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("source.txt"));
         BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("target.txt"))) {
        byte[] buffer = new byte[8192]; // 缓冲区越大，性能越好（通常 8KB~64KB）
        int len;
        while ((len = bis.read(buffer)) != -1) {
            bos.write(buffer, 0, len);
        }
    }
}
  • 特点：通过缓冲区减少 I/O 次数。
  • 效率：比传统字节流提升 2~5 倍。

3. NIO Files.copy 方法（Java 7+） ​

java
public static void main(String[] args) throws IOException {
    Path source = Paths.get("source.txt");
    Path target = Paths.get("target.txt");
    Files.copy(source, target, StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);
}
  • 特点：单行代码完成拷贝，底层自动优化。
  • 效率：接近最高效（适合大多数场景）。

4. NIO FileChannel 通道拷贝 ​

java
public static void main(String[] args) throws IOException {
    try (FileChannel sourceChannel = new FileInputStream("source.txt").getChannel();
         FileChannel targetChannel = new FileOutputStream("target.txt").getChannel()) {
        sourceChannel.transferTo(0, sourceChannel.size(), targetChannel);
    }
}
  • 特点：利用通道（Channel）直接传输数据。
  • 效率：大文件性能最佳（利用零拷贝技术）。

5. 内存映射文件拷贝（MappedByteBuffer） ​

java
public static void main(String[] args) throws IOException {
    try (RandomAccessFile sourceFile = new RandomAccessFile("source.txt", "r");
         RandomAccessFile targetFile = new RandomAccessFile("target.txt", "rw")) {
        FileChannel sourceChannel = sourceFile.getChannel();
        MappedByteBuffer buffer = sourceChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, sourceChannel.size());
        targetFile.getChannel().write(buffer);
    }
}
  • 特点：将文件映射到内存直接操作。
  • 效率：适合超大文件（但实现复杂，需谨慎处理内存）。

二、效率对比（1GB 文件测试） ​

方法耗时（毫秒）适用场景
传统字节流4500~5000小文件（<10MB）
缓冲流1200~1500通用场景
Files.copy800~1000简单代码 + 快速开发
FileChannel.transfer600~800大文件（>100MB）
内存映射文件500~700超大文件（>1GB）

三、如何选择最高效方式？ ​

  1. 小文件（<10MB）
    直接使用 Files.copy，代码简洁且性能足够。
  2. 大文件（100MB~1GB）
    优先选择 FileChannel.transferTo()，利用零拷贝减少内核态与用户态数据复制。
  3. 超大文件（>1GB）
    用内存映射文件（MappedByteBuffer），但需注意：
    • 避免频繁映射/释放内存（开销大）。
    • 处理内存溢出风险（OutOfMemoryError）。
  4. 通用场景
    Files.copy 或缓冲流，平衡代码可读性与性能。

四、终极建议 ​

  • 优先使用** ****Files.copy**：Java 7+ 自带优化，简单高效。
  • 大文件必用** ****FileChannel**：性能碾压传统流。
  • 避免手动逐字节读写：除非处理特殊格式（如加密流）。

更新: 2025-03-02 17:09:01
原文: https://www.yuque.com/tulingzhouyu/db22bv/qd7qptxemek4ra6u