为什么 RandomAccessFile writeLong 是通过多次写入调用来实现的？

Question

在分析应用程序时，我注意到 RandomAccessFile.writeLong 花费了大量时间。

我查了这个方法的代码，涉及到native方法write的8次调用。 我使用 byte[] 编写了 writeLong 的替代实现。像这样的事情：

RandomAccessFile randomAccessFile = new RandomAccessFile("out.dat", "rwd");
...
byte[] aux = new byte[8];
aux[0] = (byte) ((l >>> 56) & 0xFF);
aux[1] = (byte) ((l >>> 48) & 0xFF);
aux[2] = (byte) ((l >>> 40) & 0xFF);
aux[3] = (byte) ((l >>> 32) & 0xFF);
aux[4] = (byte) ((l >>> 24) & 0xFF);
aux[5] = (byte) ((l >>> 16) & 0xFF);
aux[6] = (byte) ((l >>> 8) & 0xFF);
aux[7] = (byte) ((l >>> 0) & 0xFF);
randomAccessFile.write(aux);

我做了一个小基准测试并得到了这些结果：

使用 writeLong():
平均调用时间：91 ms

使用 write(byte[]):
平均调用时间：11 ms

在具有 Intel(R) CPU T2300 @ 1.66GHz 的 Linux 机器上运行测试

由于本机调用会产生一些性能损失，为什么 writeLong 会以这种方式实现？ 我知道这个问题应该问太阳队的人，但我希望这里有人能提供一些提示。

谢谢。

Answer 1

看来 RandomAccessFile.writeLong() 并没有最大限度地减少对操作系统的调用次数。通过使用“rwd”而不是“rw”，成本会急剧增加，这应该足以表明花费时间的不是调用本身。 （事实上​​，操作系统试图将每次写入提交到磁盘，而磁盘旋转得如此之快）

{
    RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("test.dat", "rwd");
    int longCount = 10000;
    long start = System.nanoTime();
    for (long l = 0; l < longCount; l++)
        raf.writeLong(l);
    long time = System.nanoTime() - start;
    System.out.printf("writeLong() took %,d us on average%n", time / longCount / 1000);
    raf.close();
}
{
    RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("test2.dat", "rwd");
    int longCount = 10000;
    long start = System.nanoTime();
    byte[] aux = new byte[8];
    for (long l = 0; l < longCount; l++) {
        aux[0] = (byte) (l >>> 56);
        aux[1] = (byte) (l >>> 48);
        aux[2] = (byte) (l >>> 40);
        aux[3] = (byte) (l >>> 32);
        aux[4] = (byte) (l >>> 24);
        aux[5] = (byte) (l >>> 16);
        aux[6] = (byte) (l >>> 8);
        aux[7] = (byte) l;
        raf.write(aux);
    }
    long time = System.nanoTime() - start;
    System.out.printf("write byte[8] took %,d us on average%n", time / longCount / 1000);
    raf.close();
}

打印

writeLong() took 2,321 us on average
write byte[8] took 576 us on average

在我看来，您没有磁盘写入缓存。如果没有磁盘缓存，对于 5400 RPM 磁盘，我预计每次提交的写入大约需要 11 毫秒，即 60000 毫秒/5400 => 11 毫秒

Answer 2

我会投票支持懒惰，或者（更仁慈地）不考虑后果。

writeLong() 的本机实现可能需要每个架构的版本来处理字节顺序（JNI 将转换为平台字节顺序）。通过将翻译保留在“跨平台”层，开发人员简化了移植工作。

至于为什么它们在 Java 端没有转换为数组，我怀疑这是由于担心垃圾收集。我猜想 RandomAccessFile 自 1.1 以来发生了最小的变化，直到 1.3 垃圾收集才开始使小对象分配变得“免费”。

但是，有一个替代 RandomAccessFile 的方法：看看 MappedByteBuffer

---

编辑：我有一台装有 JDK 1.2.2 的机器，这个方法有从那时起就没有改变。