是否可以在 Java 中创建内存中的 File 对象？

Question

我现在正在进行的优化项目之一广泛使用EPANet。我们反复调用 EPANet 中的两种模拟方法来了解水如何流经配水网络。

HydraulicSim 是我们使用的类之一。查看重载的simulate 方法：

public void simulate(File hyd) throws ENException {
    ...
}

public void simulate(OutputStream out) throws ENException, IOException {
    ...
}

public void simulate(DataOutput out) throws ENException, IOException {
    ...
}

我们使用的另一个类是QualitySim。在这里，我们还使用了重载的simulate 方法：

public void simulate(File hydFile, File qualFile) throws IOException, ENException {
    ...
}

void simulate(File hydFile, OutputStream out) throws IOException, ENException {
    ...
}

这是我们目前正在做的事情：

1. 创建两个File 对象hydFile 和qualFile。
2. 拨打HydraulicSim.simulatehydFile。
3. 在hydFile 和qualFile 上致电QualitySim.simulate。
4. 删除文件。

问题是我们必须这样做很多次。对于一个大问题，我们可以这样做几十万甚至几百万次。您可以想象重复创建/写入/删除这些文件会导致减速。

所以我的问题是：我是否可以创建这些文件，使它们仅驻留在内存中而从不接触磁盘？每个文件都非常小（我说的是几百字节），因此将它们放入内存中不会有问题；我只需要弄清楚如何。我四处搜索并没有真正找到太多，除了MappedByteBuffer，但我不确定如何，或者是否有可能从该类创建File。

欢迎任何建议！

Answer 1

最直接的解决方案是在此处挂载 ramdisk 并存储文件。然后你不需要触摸你的代码，文件访问会很快:-)

Linux

# mkfs -q /dev/ram1 8192
# mkdir -p /ramcache
# mount /dev/ram1 /ramcache

MacOS

1. http://osxdaily.com/2007/03/23/create-a-ram-disk-in-mac-os-x/

Windows

1. http://support.microsoft.com/kb/257405
2. http://www.softperfect.com/products/ramdisk/

Answer 2

您可以使用 Memory mapped file。 Java在FileChannel类中提供API，例如

channel.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, start, PAGE_SIZE)

public abstract MappedByteBuffer map(FileChannel.MapMode mode,
                   long position,
                   long size)
                              throws IOException

Java 仅提供 32 位指针来操作 MappedByteBuffer，但您可以使用切片来映射超过 2GB 的文件，例如

private void memoryMapFile(File file) throws FileNotFoundException, IOException {
        RandomAccessFile randomAccessFile = new RandomAccessFile(file, "rw");
        FileChannel channel = randomAccessFile.getChannel();
        List<MappedByteBuffer> buffers = new ArrayList<MappedByteBuffer>();
        long size = channel.size();
        long start = 0;
        int index = 0;
        for (index = 0; start + PAGE_SIZE <= size; index++) {       
            buffers.add(index, channel.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, start, PAGE_SIZE));
            start = (index+1)*PAGE_SIZE;
        }
        if(start+PAGE_SIZE > size){
            buffers.add(index, channel.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, start, PAGE_SIZE));
        }
    }

Answer 3

向 EPANet 团队提交问题可能是值得的。模拟方法都简单地使用 File 对象来获取输入和输出流。如果他们提供了一个QualitySim.simulate 将流作为参数的方法（它们为输出流而不是输入流），您可以绕过FS。或者只是 fork 并自己做。

Answer 4

这可能有点矫枉过正，但 Java 7 提供了一种创建自定义文件系统的方法：

http://docs.oracle.com/javase/7/docs/technotes/guides/io/fsp/filesystemprovider.html

您可以使用它在内存中创建自己的由 Map 或 byte[]s 支持的文件系统。但是，文件系统似乎使用了新的 Path 对象，而不是 File（尽管有一些方法可以与文件相互转换）

不过对于你正在尝试做的事情来说可能有点过头了。