Buffer

Buffer缓冲区本质上是一块可以写入数据,然后可以从中读取数据的内存。这块内存被包装成NIO Buffer对象,并提供了一组方法,用来方便的访问该块内存。

实现

使用方法

1、分配内存容量

要想获得一个Buffer对象首先要进行分配。 每一个Buffer类都有一个allocate方法。

 ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);

将字节数组包装成Buffer。

byte[] bytes = new byte[48];
ByteBuffer buf = ByteBuffer.wrap(bytes);

2、写入数据到Buffer

当向buffer写入数据时,buffer会记录下写了多少数据。

从channel中读数据写到buffer
 int bytesRead = inChannel.read(buf);
通过put方法写入
 buf.put(127);

3、调用flip()方法

将Buffer从写模式切换到读模式。

4、从Buffer中读取数据

读取之前写入到buffer的所有数据。

从buffer中读数据写到channel
 int bytesWritten = inChannel.write(buf);
通过get方法读数据
 byte aByte = buf.get();

5、清空缓冲区

一旦读完Buffer中的数据,需要让Buffer准备好再次被写入。可以通过clear()或compact()方法来完成。调用clear()方法或者compact()方法。clear()方法会清空整个缓冲区;compact()方法只会清除已经读过的数据。

6、缓冲区切片

将当前的position到limit之间的数据分割出来,返回一个新的ByteBuffer。新Buffer与老Buffer共享切分区间内的数据(position到limit之间的数据)。

ByteBuffer byteBuffer = buf.slice();
切片源码
    public ByteBuffer slice() {
        return new HeapByteBuffer(hb,//原始字节数组
                                  -1,//新buffer的mark标记位置设为0
                                  0, //新buffer的position位置设为0
                                  this.remaining(),//新buffer的limit等于老buffer的limit-position
                                  this.remaining(),//新buffer的capacity等于老buffer的limit-position
                                  this.position() + offset);
    }

工作原理

关键属性

capacity

缓冲区数组的总长度。 作为一个内存块,Buffer有一个固定的大小值,也叫“capacity”.你只能往里写capacity个byte、long,char等类型。一旦Buffer满了,需要将其清空(通过读数据或者清除数据)才能继续写数据往里写数据。

position

下一个要操作的数据元素的位置。

当你写数据到Buffer中时,position表示当前的位置。初始的position值为0。当一个byte、long等数据写到Buffer后, position会向前移动到下一个可插入数据的Buffer单元。position最大可为capacity – 1。

当读取数据时,也是从某个特定位置读。当将Buffer从写模式切换到读模式,position会被重置为0. 当从Buffer的position处读取数据时,position向前移动到下一个可读的位置。

limit

缓冲区数组中不可操作的下一个元素的位置:limit<=capacity。

在写模式下,Buffer的limit表示你最多能往Buffer里写多少数据。 写模式下,limit等于Buffer的capacity。

当切换Buffer到读模式时, limit表示你最多能读到多少数据。因此,当切换Buffer到读模式时,limit会被设置成写模式下的position值。换句话说,你能读到之前写入的所有数据(limit被设置成已写数据的数量,这个值在写模式下就是position)。

mark

用于记录当前position的前一个位置或者默认是0。

通过调用Buffer.mark()方法,可以标记Buffer中的一个特定的position,之后可以通过调用Buffer.reset()方法恢复到这个position。Buffer.rewind()方法将position设回0,所以你可以重读Buffer中的所有数据。limit保持不变,仍然表示能从Buffer中读取多少个元素。

原理说明

1、通过ByteBuffer.allocate(11)方法创建了一个11个byte的数组的缓冲区,初始状态如下图,position的位置为0,capacity和limit默认都是数组长度11。

2、从Channel读取5个字节的数据,并写入Buffer时,此时position的位置为5,capacity和limit不变。

3、当调用flip()方法后,将Buffer转换为读模式,读取Buffer中的数据,此时position的位置为0,limit变为5,capacity不变。

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