为什么 MappedByteBuffer 的 array() 方法不起作用？

Question

我对 Java 非常陌生，并尝试使用 Mathematica 的 Java 接口通过内存映射来访问文件（希望提高性能）。

我拥有的 Mathematica 代码（我相信）相当于以下 Java 代码（基于 this )：

import java.io.FileInputStream;
import java.nio.MappedByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;

public class MainClass {
  private static final int LENGTH = 8*100;

  public static void main(String[] args) throws Exception {
    MappedByteBuffer buffer = new FileInputStream("test.bin").getChannel().map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, LENGTH);
    buffer.load();
    buffer.isLoaded(); // returns false, why?
  }
}

我想在缓冲区上使用 array() 方法，因此我尝试首先使用 load() 将缓冲区内容加载到内存中。然而，即使在 load() 之后，isLoaded() 也会返回 false，并且 buffer.array() 会抛出一个异常：java.lang.UnsupportedOperationException 在 java.nio.ByteBuffer.array(ByteBuffer.java:940) 处。

为什么缓冲区不加载以及如何调用 array() 方法？

我的最终目标是使用 asDoubleBuffer().array() 获取一个 double 数组。 getDouble() 方法确实可以正常工作，但我希望一次性完成此操作以获得良好的性能。我做错了什么？

---

当我从 Mathematica 中执行此操作时，我将发布我也使用的实际 Mathematica 代码（相当于 Java 中的上述代码）：

Needs["JLink`"]
LoadJavaClass["java.nio.channels.FileChannel$MapMode"]
buffer = JavaNew["java.io.FileInputStream", "test.bin"]@getChannel[]@map[FileChannel$MapMode`READUONLY, 0, 8*100]

buffer@load[]
buffer@isLoaded[] (* returns False *)

Answer 1

根据Javadoc
“映射字节缓冲区的内容可以随时更改，例如，如果映射文件的相应区域的内容被该程序或其他程序更改。无论是否发生此类更改以及何时发生，取决于操作系统，因此未指定。

映射字节缓冲区的全部或部分可能随时变得不可访问，例如，如果映射文件被截断，则尝试访问映射的不可访问区域。字节缓冲区不会改变缓冲区的内容，并会导致在访问时或稍后某个时间抛出未指定的异常，因此强烈建议采取适当的预防措施，以避免此程序或同时运行的映射文件的操作。程序，除了读取或写入文件的内容。”

在我看来，这似乎是许多条件和不良行为。你特别需要这门课吗？

如果您只是需要以最快的方式读取文件内容，请尝试一下：

FileChannel fChannel = new FileInputStream(f).getChannel();
    byte[] barray = new byte[(int) f.length()];
    ByteBuffer bb = ByteBuffer.wrap(barray);
    bb.order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN);
    fChannel.read(bb);

它的工作速度几乎等于磁盘系统测试速度。

对于 double，您可以使用 DoubleBuffer（如果 f.length()/4 大小，则使用 double[] 数组）或仅调用 ByteBuffer 的 getDouble(int) 方法。

Answer 2

在Java中：

final byte[] hb;                  // Non-null only for heap buffers

所以它甚至不是为MappedByteBuffer实现的，而是为HeapByteBuffer实现的。

在 Android 中：

**
     * Child class implements this method to realize {@code array()}.
     *
     * @see #array()
     */
    abstract byte[] protectedArray();

同样不在 MappedByteBuffer 中，但例如 ByteArrayBuffer 确实实现了后备数组。

 @Override byte[] protectedArray() {
    if (isReadOnly) {
      throw new ReadOnlyBufferException();
    }
    return backingArray;
  }

内存映射的要点是不在堆外。后备数组将位于堆上。
如果您可以从 RandomAccessFile 打开 FileChannel，然后在通道上调用 map，您还可以使用 MappedByteBuffer 上的批量 get() 方法来读入 byte[]。这会从堆外复制，避免 IO，再次复制到堆中。

buffer = fileChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, fileChannel.size());
byte[] b = new byte[buffer.limit()];
buffer.get(b);