Java 字節流拷貝文件實戰：從基礎 API 到 NIO 零拷貝優化

文件拷貝是 I/O 入門必修課。本文對比傳統字節流逐字節拷貝、緩衝流塊拷貝、NIO transferTo 零拷貝、Files.copy 高級 API 的性能與適用場景，附完整可運行 Demo。

方案對比

代碼示例

1. 傳統緩衝流（最通用）

public void copyWithBuffer(File src, File dst) throws IOException {
    try (FileInputStream in = new FileInputStream(src);
         FileOutputStream out = new FileOutputStream(dst);
         BufferedInputStream bin = new BufferedInputStream(in);
         BufferedOutputStream bout = new BufferedOutputStream(out)) {
        byte[] buf = new byte[8192];
        int len;
        while ((len = bin.read(buf)) != -1) {
            bout.write(buf, 0, len);
        }
    }
}

2. NIO 零拷貝（大文件首選）

public void copyWithTransferTo(File src, File dst) throws IOException {
    try (FileChannel in = FileChannel.open(src.toPath(), StandardOpenOption.READ);
         FileChannel out = FileChannel.open(dst.toPath(), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.CREATE)) {
        long size = in.size();
        long transferred = 0;
        while (transferred < size) {
            transferred += in.transferTo(transferred, size - transferred, out);
        }
    }
}

3. 現代 API 一行搞定（JDK 7+）

Files.copy(src.toPath(), dst.toPath(), StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);

進階：拷貝進度監控

public void copyWithProgress(File src, File dst, Consumer<Double> progress) throws IOException {
    try (FileChannel in = FileChannel.open(src.toPath(), StandardOpenOption.READ);
         FileChannel out = FileChannel.open(dst.toPath(), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.CREATE)) {
        long size = in.size();
        long copied = 0;
        long chunk = 1024 * 1024; // 1MB
        ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocateDirect((int) chunk);
        while (copied < size) {
            long remain = size - copied;
            long toRead = Math.min(chunk, remain);
            buf.limit((int) toRead);
            int read = in.read(buf);
            if (read == -1) break;
            buf.flip();
            out.write(buf);
            buf.clear();
            copied += read;
            progress.accept((double) copied / size);
        }
    }
}

常見坑點

• 目標文件已存在：Files.copy 默認拋異常，需加 REPLACE_EXISTING。
• 跨文件系統/網絡掛載：transferTo 可能不支援，需降級緩衝拷貝。
• 拷貝稀疏文件：transferTo 會實體化空洞，導致目標文件膨脹。
• 權限保留：Files.copy 不複製屬性，需 COPY_ATTRIBUTES 或手動 Files.setAttribute。

總結建議

• JDK 7+ 項目：**首選 Files.copy**，簡潔且底層自動優化。
• 需進度/限速/自定義緩衝：**NIO Channel + 直接緩衝區**。
• 舊版本維護：**BufferedInput/OutputStream + 8KB 字節數組**。
• 嚴禁單字節 read()/write(int) 用於生產環境文件拷貝。