NioBufferedFileInputStream是spark實現的一種新的位元組流，它既支援內部緩衝區，又支援nio讀取檔案，使用direct buffer避免java堆與native記憶體之間的資料拷貝。在Java jdk中沒有可供直接使用的具備以上2個功能的位元組流。sun.nio.ch.ChannelInputStream雖然支援使用nio讀取一個檔案，但是不支援緩衝。

NioBufferedFileInputStream的實現方式與BufferedInputStream有點類似，都具有：

fill方法（spark為refill方法）

read方法

skip方法

available方法

NioBufferedFileInputStream不支援BufferedInputStream的markPos標記。使用markPos標記回覆到已讀資料的某個位點。

NioBufferedFileInputStream的原始碼如下：

package org.apache.spark.io;

import org.apache.spark.storage.StorageUtils;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.nio.file.StandardOpenOption;

/**
 * {@link InputStream} implementation which uses direct buffer
 * to read a file to avoid extra copy of data between Java and
 * native memory which happens when using {@link java.io.BufferedInputStream}.
 * Unfortunately, this is not something already available in JDK,
 * {@link sun.nio.ch.ChannelInputStream} supports reading a file using nio,
 * but does not support buffering.
 */
public final class NioBufferedFileInputStream extends InputStream {

  private static final int DEFAULT_BUFFER_SIZE_BYTES = 8192;

  private final ByteBuffer byteBuffer;

  private final FileChannel fileChannel;

  public NioBufferedFileInputStream(File file, int bufferSizeInBytes) throws IOException {
    byteBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(bufferSizeInBytes);
    fileChannel = FileChannel.open(file.toPath(), StandardOpenOption.READ);
    byteBuffer.flip();
  }

  public NioBufferedFileInputStream(File file) throws IOException {
    this(file, DEFAULT_BUFFER_SIZE_BYTES);
  }

  /**
   * Checks weather data is left to be read from the input stream.
   * @return true if data is left, false otherwise
   * @throws IOException
   */
  private boolean refill() throws IOException {
    if (!byteBuffer.hasRemaining()) {
      byteBuffer.clear();
      int nRead = 0;
      while (nRead == 0) {
        nRead = fileChannel.read(byteBuffer);
      }
      if (nRead < 0) {
        return false;
      }
      byteBuffer.flip();
    }
    return true;
  }

  @Override
  public synchronized int read() throws IOException {
    if (!refill()) {
      return -1;
    }
    return byteBuffer.get() & 0xFF;
  }

  @Override
  public synchronized int read(byte[] b, int offset, int len) throws IOException {
    if (offset < 0 || len < 0 || offset + len < 0 || offset + len > b.length) {
      throw new IndexOutOfBoundsException();
    }
    if (!refill()) {
      return -1;
    }
    len = Math.min(len, byteBuffer.remaining());
    byteBuffer.get(b, offset, len);
    return len;
  }

  @Override
  public synchronized int available() throws IOException {
    return byteBuffer.remaining();
  }

  @Override
  public synchronized long skip(long n) throws IOException {
    if (n <= 0L) {
      return 0L;
    }
    if (byteBuffer.remaining() >= n) {
      // The buffered content is enough to skip
      byteBuffer.position(byteBuffer.position() + (int) n);
      return n;
    }
    long skippedFromBuffer = byteBuffer.remaining();
    long toSkipFromFileChannel = n - skippedFromBuffer;
    // Discard everything we have read in the buffer.
    byteBuffer.position(0);
    byteBuffer.flip();
    return skippedFromBuffer + skipFromFileChannel(toSkipFromFileChannel);
  }

  private long skipFromFileChannel(long n) throws IOException {
    long currentFilePosition = fileChannel.position();
    long size = fileChannel.size();
    if (n > size - currentFilePosition) {
      fileChannel.position(size);
      return size - currentFilePosition;
    } else {
      fileChannel.position(currentFilePosition + n);
      return n;
    }
  }

  @Override
  public synchronized void close() throws IOException {
    fileChannel.close();
    StorageUtils.dispose(byteBuffer);
  }

  @Override
  protected void finalize() throws IOException {
    close();
  }
}
 

refill()方法

處理方式如下：

如果bytebuffer已滿，沒有剩餘位元組數，清空bytebuffer，然後從fileChannel中讀取資料填充到bytebuffer中。

如果到達流的末端，返回false，否則返回true。是否像BufferedInputStream填滿緩衝區那樣填滿bytebuffer，未明。

read()方法

執行一次refill()方法，再呼叫bytebuffer的get方法。返回bytebuffer的當前position的對應位元組，並將position前移一位。

處理方式同樣可以簡稱為：沒剩先填充，有剩就讀取。與BufferedInputStream不同的只是，判斷是否有剩這個邏輯放到了refill方法中。

read(byte[] b, int offset, int len)方法

執行一次refill()方法，再呼叫bytebuffer的get(byte[] b, int offset, int len)方法。不一定能讀取目標位元組數，當bytebuffer中的剩餘位元組數不夠時，讀取剩餘位元組數。方法返回實際讀取位元組數。

available()方法

直接呼叫bytebuffer的remaining()方法，返回bytebuffer的剩餘位元組數。

skip(int n)方法

如果bytebuffer的剩餘位元組數大於目標跳過位元組數，直接將bytebuffer的position前移n位。

如果bytebuffer的剩餘位元組數不夠大，不足以跳過目標位元組數，分兩步來完成跳過目標位元組數：

1、處理bytebuffer。把bytebuffer的剩餘位元組數都跳完，重置position，丟棄在bytebuffer中已讀的所有內容。此時仍留有一部分未跳目標位元組數，假設為m。

2、處理fileChannel。將fileChannel的position前移m位。同樣，如果fileChannel的size不夠大，直接將position前移到末尾的size位置。

最後，返回實際跳過的位元組數。