使用 MappedByteBuffer时出现java.nio.BufferOverflowException

本文通过一个Java示例探讨了使用内存映射文件进行读写操作时遇到的BufferOverflowException异常。分析了异常产生的原因,并给出了正确的解决方案。

今天在学习Java编程思想时IO系统章节中新IO时,为对比流与内存映射文件的读写哪个效率高,作者提供了一个例子,例子中向一个文件中写入400 0000个数字,再读出。
但一直出现BufferOverflowException,在网上查找都说需要修改系统语言或者修改堆的尺寸,但感觉不适合我这个问题,查看BufferOverflowException的文档,只有一句话,
“当相关 put 操作达到目标缓冲区限制时,抛出此未经检查的异常”,说明是程序的问题。
书中示例代码如下,其中numOfInts=400 0000:
首先流式输出到文件

DataOutputStream dos=new DataOutputStream(
                        new BufferedOutputStream(
                                new FileOutputStream(
                                        new File("E:"+File.separator+"temp.tmp"))));
                for(int i=0;i<numOfInts;i++){
                    dos.write(i);
                }
                dos.close();

然后内存映射文件修改temp.tmp文件,我将书中示例IntBuffer的链式代码分开写了:

//获得文件通道
FileChannel fc=new RandomAccessFile("E:"+File.separator+"temp.tmp","rw")
.getChannel();
//获得MappedByteBuffer实例并设置capcity为fc.size(),即4000000
MappedByteBuffer bb=fc.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, 0, fc.size());
//此时输出MappedByteBuffer 的容量为400 0000
System.out.println(bb.capacity());
//将ByteBuffer转为IntBuffer
IntBuffer ib=bb.asIntBuffer();  
//此时输出MappedByteBuffer 的容量为1000000
System.out.println(bb.capacity());
for(int i=0;i<numOfInts;i++){
     //当i=100 0000时,出现java.nio.BufferOverflowException
        ib.put(i);
    }
fc.close(); 

因为int型占4字节,所以400 0000容量大小的ByteBuffer转为IntBuffer时就会将容量缩水为100 0000,进而导致BufferOverflowException,解决办法就是在获得MappedByteBuffer实例时将fc.size()扩大4倍,这样就不会有异常了。
比较疑惑为什么作者能正常运行,这里只是做个记录,另外,结果表明,MappedByteBuffer相比较传统io效率高了太多。建议尽量内存映射,由于此操作与操作系统耦合度较高,所以需要注意文件过大时需要将文件分批映射

`java.nio` 是 Java 中用于非阻塞 I/O (Non-blocking I/O) 操作的包,它提供了一些与文件、网络等 I/O 相关的类和接口。这个包在 Java 1.4 版本中引入,旨在提高 I/O 操作的效率和性能。 ### `java.nio` 主要功能和组件 1. **Buffer(缓冲区)**: - `Buffer` 是 `java.nio` 的核心部分,它是一个容器对象,可以存储数据并支持读写操作。常见的缓冲区类型包括 `ByteBuffer`, `CharBuffer`, `DoubleBuffer`, `FloatBuffer`, `IntBuffer`, `LongBuffer`, 和 `ShortBuffer`。 - 缓冲区可以用于在内存中临存储数据,从而提高 I/O 操作的效率。 2. **Channels(通道)**: - Channel 是一个用于读取、写入、连接或操作 I/O 设备(如文件、套接字等)的对象。 - 常见的 Channel 类型包括 `FileChannel`, `SocketChannel`, `ServerSocketChannel`, `DatagramChannel` 等。 - Channel 是非阻塞的,可以与 Selector 配合使用来实现多路复用 I/O 操作。 3. **Selectors(选择器)**: - `Selector` 允许单个线程监视多个通道上的事件(如读、写、连接等)。 - 通过 `Selector`,可以实现高效的多路复用 I/O 操作,而不需要为每个通道分配一个单独的线程。 4. **Character Sets and Collations(字符集和校对规则)**: - `Charset` 和 `CharsetEncoder` / `CharsetDecoder` 提供了字符编码和解码的功能。 - `Collator` 提供了字符串比较的功能,可以根据不同的语言环境进行排序。 5. **File Locks(文件锁)**: - `FileChannel` 提供了文件锁定机制,可以对文件进行加锁操作,防止并发访问导致的数据不一致问题。 6. **MappedByteBuffer(映射字节缓冲区)**: - `MappedByteBuffer` 可以将文件直接映射到内存中,从而实现高效的文件 I/O 操作。 ### 示例代码 以下是一个简单的例子,演示如何使用 `FileChannel` 来读取文件内容: ```java import java.nio.ByteBuffer; import java.nio.channels.FileChannel; import java.nio.file.Paths; import java.nio.file.StandardOpenOption; import java.io.IOException; public class FileChannelExample { public static void main(String[] args) { try (FileChannel fileChannel = FileChannel.open(Paths.get("example.txt"), StandardOpenOption.READ)) { ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024); int bytesRead = fileChannel.read(buffer); while (bytesRead != -1) { buffer.flip(); // 切换模式为读模式 while (buffer.hasRemaining()) { System.out.print((char) buffer.get()); } buffer.clear(); // 清空缓冲区,准备下一次读取 bytesRead = fileChannel.read(buffer); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } ``` ###
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