如何在 Java 中创建和操作内存映射文件？

2025年1月6日 | 3 分钟阅读

Java 的内存映射文件提供了一种健壮的方法，可以将文件的部分内容直接映射到内存中，并方便地快速访问文件内容。当处理大文件或需要频繁检索文件数据时，这种技术可以提高性能。

语法

FileChannel.map() 是 Java 中用于文件内存映射的主要方法。其语法如下：

 
public abstract MappedByteBuffer map(FileChannel.MapMode mode_name, long position_name, long size)  throws IOException;  

mode_name： 指示映射模式，可以是 PRIVATE、READ_ONLY 或 READ_WRITE。

position_name： 映射开始于文件中的起始位置。

size： 映射区域的大小。

示例 1

内存映射文件可用于修改文件内容，如随附的 Java 程序所示。它首先创建一个用于文件 "HelloWorld.txt" 的 RandomAccessFile，授予读写访问权限。然后，从该文件中检索 FileChannel，并使用 MappedByteBuffer 以读写模式将文件的前 1024 字节映射到内存中。在此内存缓冲区中，写入文本 "Hello, Welcome to the World!"，并且 buffer.force() 确保修改已写入文件。

实施

文件名： MemoryMappedFileExample1.java

 
import java.io.*; 
import java.nio.MappedByteBuffer; 
import java.nio.channels.FileChannel; 
import java.util.*;
public class MemoryMappedFileExample1 
{ 
	public static void main(String[] args) 
	{ 
		try { 
			// Create a random access file 
			RandomAccessFile file = new RandomAccessFile("HelloWorld.txt", "rw"); 
			// Get the file channel in the read/write mode 
			FileChannel channel = file.getChannel(); 
			// Map the file into memory 
			MappedByteBuffer buffer = channel.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, 0, 1024); 
			buffer.put("Hello Welcome to the World!".getBytes()); 
			buffer.force(); 
			channel.close(); 
			System.out.println("File that was memory-mapped was successfully created and modified."); 
		} catch (IOException e) { 
			e.printStackTrace(); 
		} 
	} 
}   

输出

 
File that was memory-mapped was successfully created and modified.

示例 2

提供的 Java 代码使用 java.nio 包中的 MappedByteBuffer 来演示如何使用具有不同映射模式（READ_WRITE、READ_ONLY 和 PRIVATE）的内存映射文件。它以读写模式打开一个名为 "HelloWorld.txt" 的文件，向 READ_WRITE 缓冲区写入一个字符串，然后将文件的前 1024 字节划分为三个具有不同访问模式的缓冲区。接下来，从 READ_ONLY 缓冲区读取数据并打印。然后，写入 PRIVATE 缓冲区以使修改与其他进程的修改隔离，之后再次读取更新后的内容并打印。这演示了如何在 Java 中使用内存映射文件执行高效的文件 I/O 操作。

实施

文件名： MemoryMappedPrivateReadOnlyMode.java

 
import java.io.RandomAccessFile;
import java.nio.MappedByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.io.IOException;
public class MemoryMappedPrivateReadOnlyMode 
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        try (RandomAccessFile file = new RandomAccessFile("HelloWorld.txt", "rw")) 
        {
            FileChannel fileChannel = file.getChannel();
            // Use READ_WRITE mode to map the file's first 1024 bytes.
            MappedByteBuffer rwBuffer = fileChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, 0, 1024);
            // Use READ_ONLY mode to map the file's first 1024 bytes.
            MappedByteBuffer roBuffer = fileChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, 1024);
            // Use PRIVATE mode to map the file's first 1024 bytes.
            MappedByteBuffer pb = fileChannel.map(FileChannel.MapMode.PRIVATE, 0, 1024);
            // Write data to the buffer READ_WRITE
            String data = "Hello, Welcome to the World!";
            rwBuffer.put(data.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
            // Utilize the READ_ONLY buffer to read
            roBuffer.position(0);
            byte[] readData = new byte[roBuffer.remaining()];
            roBuffer.get(readData);
            String readStr = new String(readData, StandardCharsets.UTF_8);
            System.out.println("Reading from a memory-mapped file named READ_ONLY: " + readStr);
            // Write to the PRIVATE buffer so that others cannot see the modifications we make.
            pb.position(0);
            pb.put(" This is private.".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
            pb.position(0);
            byte[] privateData = new byte[pb.remaining()];
            pb.get(privateData);
            String privateStr = new String(privateData, StandardCharsets.UTF_8);
            System.out.println("Reading from a memory-mapped file named PRIVATE: " + privateStr);
        } 
        catch (IOException ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }
}   

输出

 
Reading from a memory-mapped file named READ_ONLY: Hello, Welcome to the World!
Reading from a memory-mapped file named PRIVATE:  This is private. the World!

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