NIO 文件读写效率问题

Question

我使用NIO完成一个大文件复制函数，但发现该函数的执行很不稳定。对此有以下困惑：

1. 效率差异严重：每次复制文件耗时差异很大，且无规律，对一个2G的文件赋值，最快3秒，最慢达到20s；
2. 内存泄露：JVM占用的内存并没有异常，但OS使用的内存迅速飙升，我猜测应该是“直接内存”的使用，但不清楚如何释放这部分内存；
3. 系统负载：我观察到代码执行后，系统 CPU,内存,磁盘都迅速飙高，但代码停止后CPU,磁盘负载不能及时恢复；

环境信息：Windows10，JDK 8，具体代码如下：

public class CopyTest {

    private static final String PATH = "";  // TODO

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            fileChannelCopy();
        }
        System.in.read();
    }

    private static void fileChannelCopy() throws IOException {
        long start = System.currentTimeMillis();
        FileChannel read = new FileInputStream(PATH).getChannel();
        FileChannel writer = new RandomAccessFile(PATH + "-"
                + new Random(System.currentTimeMillis()).nextInt(), "rw").getChannel();
        long readSize = 0;
        long size = read.size() / 30;
        ByteBuffer toRead, toWrite = null;
        while (readSize < read.size() // 未读完
                && (read.size() - readSize) > size) {  // 剩余未读大于size
            toRead = read.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, readSize, size);
            toWrite = writer.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, readSize, size);
            toWrite.put(toRead);
            readSize += size;
            toRead.clear();
            toWrite.clear();
        }
        toRead = read.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, readSize, read.size() - readSize);
        assert toWrite != null;
        toWrite.put(toRead);
        toRead.clear();
        toWrite.clear();
        read.close();
        writer.close();
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("FileChannel copy file using " + (end - start) / 1000 + "s");
    }

某次执行Jprofiler观测到的运行状态

我发现复制的速度与CPU Load密切相关

Answer 1

NIO用在网络上效果很好，但用在文件存取上似乎作用并不明显（除非下载文件这种场景，例如Tomcat的sendfile特性）。

用NIO和传统方法（FileInput/OutputStream）比较下就知道了。

Answer 2

操作系统文件缓存；java堆外内存；系统调用

Answer 3

就我所了解的，磁盘是顺序读写设备，无论你有多少线程在读写，磁盘的数据读写是不能并发的。