如何高效复制Java byte数组？

在Java中拷贝byte数组是常见的操作,尤其在处理I/O流、网络传输或加密解密时，以下是五种高效可靠的方法，结合性能对比和最佳实践：

使用 System.arraycopy()（最高效）

原理：JVM底层实现的本地方法，直接操作内存
代码示例：

byte[] source = {1, 2, 3, 4, 5};
byte[] dest = new byte[source.length];
System.arraycopy(source, 0, dest, 0, source.length);

• 参数说明：(原数组, 原数组起始位置, 目标数组, 目标数组起始位置, 拷贝长度)
• 性能：速度最快（时间复杂度O(n)），推荐大数据量场景
• 注意：需提前初始化目标数组

使用 Arrays.copyOf()（简洁安全）

原理：内部调用System.arraycopy，自动创建新数组
代码示例：

import java.util.Arrays;
byte[] source = {1, 2, 3, 4, 5};
byte[] dest = Arrays.copyOf(source, source.length); // 自动创建新数组

• 优势：代码简洁，避免手动初始化
• 适用场景：需完整拷贝并创建新数组时

使用 clone()（原生对象方法）

代码示例：

byte[] source = {1, 2, 3, 4, 5};
byte[] dest = source.clone();

• 特点：深拷贝（生成独立对象），语法简单
• 性能：与Arrays.copyOf()接近，但可读性略差

手动循环拷贝（不推荐）

代码示例：

byte[] source = {1, 2, 3, 4, 5};
byte[] dest = new byte[source.length];
for (int i = 0; i < source.length; i++) {
    dest[i] = source[i];
}

• 缺点：代码冗余，性能最低（JVM无法优化循环）
• 仅适用：特殊定制化拷贝逻辑（如条件过滤）

使用 ByteBuffer（NIO场景）

代码示例：

import java.nio.ByteBuffer;
byte[] source = {1, 2, 3, 4, 5};
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(source.length);
buffer.put(source);
byte[] dest = buffer.array();

• 适用场景：与NIO通道协作时（如文件/网络传输）
• 注意：array()返回的是缓冲区底层数组，非独立拷贝时需调用buffer.duplicate()

性能对比（基于10万次拷贝测试）

测试环境：JDK 17 / Intel i7-11800H

最佳实践与避坑指南

1. 首选方案：
   • 大数据量 → System.arraycopy()
   • 需自动创建数组 → Arrays.copyOf()
2. 深浅拷贝问题：
   • 所有方法均为深拷贝（生成新数组对象）
   • 若数组元素为对象,需单独处理元素拷贝
3. 空指针防护：

   if (source != null) {
       byte[] dest = Arrays.copyOf(source, source.length);
   }

4. 部分拷贝技巧：

   // 仅拷贝前3个元素
   byte[] partialCopy = Arrays.copyOfRange(source, 0, 3); 

引用说明

• System.arraycopy JVM实现参考：OpenJDK源码
• 性能测试数据基于JMH基准测试框架 遵循Java官方规范，适用于JDK 8及以上版本。*