자바 파일복사 코드와 성능

자바로 파일을 복사할 수 있는 방법은 크게 3가지 정도가 있다.
InputStream, OutputStream을 이용한 방법, Buffer를 이용한 방법, Channel을 이용한 방법이 그것이다.
물론 Buffer를 이용하면서도 단순히 Stream에 Buffer 필터를 적용할 수도, MappedByteBuffer를 쓸 수도 있고
Channel을 이용하면서도 inputChannel과 outputChannel을 이용하거나 transterTo()를 이용하는 등
다양한 방법을 구사할 수 있다.
여기서는 자바로 구현 할 수 있는 대표적인 파일 복사 코드를 살펴보고 각 코드간의 성능에 대한 이야기도 나눠
보도록 하겠다.

Java입문서등을 통하여 io (Input/Output)부분을 언급하며 나오는 개념이 Stream일 것이다. 스트림의 개념을
설명하고 처음 접하는 코드는 아래와 유사할 것이다. 파일을 인풋스트림으로 읽어들인 후 그 길이만큼 아웃풋
스트림에다 흘려보내는 방식으로 파일을 복사할 수 있다.

FileInputStream inputStream = new FileInputStream(file);
FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream(saveFullPath);
 
int bytesRead = 0;
byte[] buffer = new byte[1024];
 
while ((bytesRead = inputStream.read(buffer, 0, 1024)) != -1) {
    outputStream.write(buffer, 0, bytesRead);
}
 
outputStream.close();
inputStream.close();

* InputStream과 OutputStream을 이용한 기본적인 파일 복사 코드.
위 코드는 기본적인 Stream의 사용법을 잘 보여주고 있지만 성능상에 심각한 문제를 안고 있다.
파일크기(정확하게는 스트림의 길이)만큼 while문을 돌면서 끊임없이 읽고쓰기를 반복하고 있는데
이는 CPU, DISK모두에게 부담을 주는 결과를 초래한다.

이어지는 코드가 아마 가장 널리쓰이고 흔하게 볼수 있는 코드 일 것이다. 위에서 살펴본 Stream간의 데이터
전송이 썩 좋은 성능을 내지 못하기 때문에, 스트림을 버퍼를 장착(wrapping, chainning)하여 입출력 횟수를 줄여
성능 향상을 꾀하고 있다.

 
FileInputStream inputStream = new FileInputStream(file);
FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream(saveFullPath);
 
BufferedInputStream bin = new BufferedInputStream(inputStream);
BufferedOutputStream bout = new BufferedOutputStream(outputStream);
 
int bytesRead = 0;
byte[] buffer = new byte[1024];
while ((bytesRead = bin.read(buffer, 0, 1024)) != -1) {
    bout.write(buffer, 0, bytesRead);
}
 
bout.close();
bin.close();
 
outputStream.close();
inputStream.close();

* Stream에 Buffer Filter를 연결하여 성능을 향상.
위와같은 방법으로 충분히 만족할만 한가? 그렇다고 할수도있고 아니라고 할수도 있다. 위 두 방식은 스트림으로
데이터를 전송하는데 항상 cpu의 연산을 필요로 한다. 즉 스트림을 처리하는동안 cpu가 계속해서 명령을 처리
해줘야 한다는것이다.(비록 cpu사용율은 얼마 안될지 모르지만.. )

컴퓨터의 입장에서 본다면 IO는 상당히 느린 작업중의 하나이다. 이런 작업을 조금이라도 빨리 처리하기위해
하드웨어 혹은 운영체제 수준에서 많은 기법들을 제공하고 있다.
자바는 버전 1.4에 이르러서 기존 io와는 차별화된 nio(new io) 패키지가 추가되었는데 이 nio를 통하여 
운영체제가 제공해 주는 향상된 io기능을 활용할 수 있게 되었다. 그 대표적인 것이 Channel과 Selector일 것이다.
아래와 같은 코드는 JDK 1.4이상부터 사용 가능하며 transferTo() 메소드를 호출하면 내부적으로 OS의 네이티브IO
기능을 활용하여 더욱 효율적인 스트림 전송이 가능하다.

 
FileInputStream inputStream = new FileInputStream(file);         
FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream(saveFullPath);
 
FileChannel fcin =  inputStream.getChannel();
FileChannel fcout = outputStream.getChannel();
 
long size = fcin.size();
fcin.transferTo(0, size, fcout);
 
fcout.close();
fcin.close();
 
outputStream.close();
inputStream.close();

* Channel을 이용한 네이티브OS 기능 사용하기.

이상으로 3가지 대표적인 자바 파일복사 코드를 살펴보았다.

참조 : http://www.yunsobi.com/blog/399