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Java

java.io VS java.nio どっちが速い?ファイル読み込み

投稿日:2016年12月6日 更新日:

2003年

読者の皆さんは巨大なファイルを読み込む時にどうしますか?

「まぁ、ふつうにBufferedInputStreamかねぇ?」

それもいいんですが、JDK1.4で追加されたjava.nio(New I/O)の方が
より向いています。New I/Oは、ヒープの外にバッファを割り当てることが
可能であり、大容量で高速なアクセスが可能となります。

とはいえ、

「ホントに速いのぉ〜???」

ということで今回はjava.io VS java.nioと題し、ホントにNew I/Oが速い
のかどうか確かめてみたいと思います。

それでは選手入場です。
赤コーナー、java.io所属ぅー、BufferedInputStream!!!!!
青コーナー、java.nio所属ぅー、FileChannel!!!!!

Ready Fight!!

package etc;

import java.io.*;
import java.nio.*;
import java.nio.channels.FileChannel;

public class ReadTime {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    printTime(100);
    printTime(1000);
    printTime(10000);
    printTime(100000);
    printTime(1000000);
    printTime(10000000);
    printTime(100000000);      //(*)100Mのファイル
  }

  /**
   * fileSizeの大きさのファイルを作成し、そのファイルをjava.ioとjava.nioのそれぞれの
   * クラスで読み込んで実行時間を出力する。nioって本当に速いのかを調べる!
   * @param fileSize 実験で読み込むファイルのbyte数
   */
  public static void printTime(int fileSize) throws Exception {
    System.out.println("ファイルサイズ=" + fileSize + "byte");
    String file = "bigFile";
    BufferedOutputStream out = new BufferedOutputStream(
        new FileOutputStream(file));
    for (int i = 0; i < fileSize; i++) {
      out.write(new byte[1]);
    }
    out.close();
    
    long start1 = System.currentTimeMillis();
    byte[] b1 = readUsingIO(file);
    long end1 = System.currentTimeMillis();
    long time1 = end1 - start1;

    long start2 = System.currentTimeMillis();
    byte[] b2 = readUsingNIO(file);
    long end2 = System.currentTimeMillis();
    long time2 = end2 - start2;

    System.out.println("java.ioで読み込んだ時間=" + time1 + "ミリ秒");
    System.out.println("java.nioで読み込んだ時間=" + time2 + "ミリ秒");
    System.out.println("java.ioの方が" + (time1 - time2) + "ミリ秒多くかかった\n");
  }

  /**
   * filePathのファイルを読み込んでbyte配列に格納して返す。java.ioを使う。
   * @param filePath
   * @return ファイルの中身
   */
  public static byte[] readUsingIO(String filePath)
      throws IOException {
    BufferedInputStream in = new BufferedInputStream(
        new FileInputStream(filePath));
    byte[] data = new byte[in.available()];
    int size = in.read(data);
    System.out.println("size="+size);
    return data;
  }

  /**
   * filePathのファイルを読み込んでbyte配列に格納して返す。java.nioを使う。
   * @param filePath
   * @return ファイルの中身
   */
  public static byte[] readUsingNIO(String filePath)
      throws IOException {
    FileInputStream in = new FileInputStream(filePath);
    FileChannel channel = in.getChannel();

    ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocateDirect((int)channel.size());
    channel.read(buf);

    buf.flip();
    byte[] data = new byte[buf.capacity()];
    buf.get(data);

    channel.close();
    return data;
  }
}

実行でぃ!
その前に一つ確認、このプログラム実行すると最終的に100Mくらいの
ファイルが出来上がるので、ディスクの容量が足りない人は(*)をコメント
アウトしてからにして下さい。

それじゃぁ、実行でぃ!
javac -d . *.java

java -Xms100m -Xmx500m etc.ReadTime
del bigFile

[実行結果]

ファイルサイズ=100byte
size=100
java.ioで読み込んだ時間=0ミリ秒
java.nioで読み込んだ時間=78ミリ秒
java.ioの方が-78ミリ秒多くかかった

ファイルサイズ=1000byte
size=1000
java.ioで読み込んだ時間=0ミリ秒
java.nioで読み込んだ時間=0ミリ秒
java.ioの方が0ミリ秒多くかかった

ファイルサイズ=10000byte
size=10000
java.ioで読み込んだ時間=0ミリ秒
java.nioで読み込んだ時間=0ミリ秒
java.ioの方が0ミリ秒多くかかった

ファイルサイズ=100000byte
size=100000
java.ioで読み込んだ時間=0ミリ秒
java.nioで読み込んだ時間=0ミリ秒
java.ioの方が0ミリ秒多くかかった

ファイルサイズ=1000000byte
size=1000000
java.ioで読み込んだ時間=0ミリ秒
java.nioで読み込んだ時間=16ミリ秒
java.ioの方が-16ミリ秒多くかかった

ファイルサイズ=10000000byte
size=10000000
java.ioで読み込んだ時間=94ミリ秒
java.nioで読み込んだ時間=140ミリ秒
java.ioの方が-46ミリ秒多くかかった

ファイルサイズ=100000000byte
size=100000000
java.ioで読み込んだ時間=1063ミリ秒
java.nioで読み込んだ時間=1266ミリ秒
java.ioの方が-203ミリ秒多くかかった

-Xms100m -Xmx500mってのは、
それぞれメモリ割り当てプールの初期サイズ、最大サイズです。
かなりでかいファイル読み込むのででかめにしてあります。
で実行に結構時間かかるので低スペックのPCを使ってる方は気をつけてちょ!

で実行結果ですけども、
「い、いいのかなぁ・・・・・、こんな結果で・・・」
「全てにおいてNew I/Oの方が、お、遅いねぇ」
コーディングの仕方が悪いのか、それとももっとでかいファイルを
扱う場合は速いとかですかねぇ。

嫌な終わり方だけど、んじゃ
やまろう

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