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Java 输入流到输出流的复制方法主要有以下六种实现方式，根据性能、适用场景和实现原理可分为不同类别：
一、基础字节流方式
实现原理：通过 FileInputStream 和 FileOutputStream 逐字节或块读取数据并写入。
代码示例：
try (InputStream in = new FileInputStream("source.txt");OutputStream out = new FileOutputStream("dest.txt")) {byte[] buffer = new byte[1024];int len;while ((len = in.read(buffer)) != -1) {out.write(buffer, 0, len);}
}
特点：实现简单但效率较低，适用于小文件。
二、缓冲流优化
实现原理：通过 BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream 包装基础流，利用内存缓冲区减少 I/O 操作次数。
代码示例：
try (BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("source.txt"));BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("dest.txt"))) {byte[] buffer = new byte[8192];int len;while ((len = bis.read(buffer)) != -1) {bos.write(buffer, 0, len);}
}
特点：缓冲区（通常设为 8KB 以上）可提升 2-5 倍性能，适合中小文件。
三、NIO 通道零拷贝
实现原理：使用 FileChannel.transferTo() 或 transferFrom() 方法，直接调用操作系统的零拷贝技术（如 Linux 的 sendfile）。
代码示例：
try (FileChannel inChannel = new FileInputStream("source.txt").getChannel();FileChannel outChannel = new FileOutputStream("dest.txt").getChannel()) {inChannel.transferTo(0, inChannel.size(), outChannel);
}
特点：数据在内核态直接传输，避免用户态内存拷贝，适合大文件（>100MB）。
四、Files.copy 工具方法
实现原理：通过 java.nio.file.Files 类的静态方法 copy() 实现，底层可能使用用户态循环或优化策略。
代码示例：
Path source = Paths.get("source.txt");
Path dest = Paths.get("dest.txt");
Files.copy(source, dest, StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);
特点：代码简洁，但性能略低于零拷贝，适合快速开发场景。
五、内存映射文件（MappedByteBuffer）
实现原理：通过 FileChannel.map() 将文件映射到内存地址，直接操作内存实现高效读写。
代码示例：
try (RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("source.txt", "r");FileChannel channel = raf.getChannel()) {MappedByteBuffer buffer = channel.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, channel.size());// 直接通过 buffer 操作数据并写入输出流
}
特点：适合超大文件（>1GB）的随机访问，但需注意内存管理风险。
六、第三方工具库
实现原理：使用 Apache Commons IO 的 FileUtils.copyFile() 封装底层流操作。
代码示例：
File source = new File("source.txt");
File dest = new File("dest.txt");
FileUtils.copyFile(source, dest);
特点：简化代码，但依赖外部库。
性能对比与选型建议
| 方法 | 性能排序 | 适用场景 | 引用来源 |
|---|---|---|---|
| NIO 通道零拷贝 | ★★★★★ | 大文件传输（>100MB） | |
| 内存映射文件 | ★★★★☆ | 超大文件随机访问 | |
| 缓冲流 | ★★★☆☆ | 中小文件通用场景 | |
| Files.copy() | ★★☆☆☆ | 快速开发、小文件 | |
| 基础字节流 | ★☆☆☆☆ | 学习或极小型文件 |
扩展知识
- 零拷贝技术原理：通过
transferTo()调用系统级函数（如sendfile），跳过用户态缓冲区，减少 CPU 上下文切换。 - 缓冲区大小优化：建议缓冲区设为 8KB~1MB，过小会导致频繁系统调用，过大可能浪费内存。
- 堆外内存管理：使用
DirectByteBuffer时需手动释放或依赖 JVM 的Cleaner机制，避免内存泄漏。
实际开发中，优先选择 NIO 通道或缓冲流方案，第三方库可简化代码但需权衡依赖。