java.io VS java.nio

やまろうのJavaなわけ
2003年
Vol.22 java.io VS java.nio どっちが速い？ファイル読み込み

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