Netty(八)——ByteBuf功能之说

一时失言乱红尘 2022-04-17 00:28 149阅读 0赞

前边说了Netty的一些基本使用，还有Server和Client的创建流程的分析，接下来的几篇博客，来看看Netty NIO相关的主要接口和模块的API功能，这篇和下篇先来看看里边核心的ByteBuf，由于东西比较多，这篇先来看看ByteBuf的功能，下篇说ByteBuf的源码实现。

好，当我们数据传输的时候，往往都需要缓冲区，ByteBuf就是Netty提供使用的，类似JDK的Buffer，但是比它的功能更加强大，例如：1，ByteBuffer长度固定，需要我们编码进行控制；2，ByteBuffer只有一个标识位置的指针position，读写操作的时候需要手工调用flip()、clear()、rewind()等来进行操作；3，ByteBuffer的API功能有限，一些高级和实用的特性支持不够好，需要自己实现……  而Netty提供的ByteBuf则进行在JDK ByteBuffer的基础上完善了这些功能。下边来看具体的知识。先看下这张思维导图吧：

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一，首先，还是看下ByteBuffer的工作原理，先看几个核心概念：byte\[\] buff：buff即内部用于缓存的数组；position：当前读取的位置；mark：为某一读过的位置做标记，便于某些时候回退到该位置；capacity：初始化时候的容量；limit：读写的上限，limit<=capacity。好，下边看图：

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二，下边看Netty的ByteBuf的工作原理，它和ByteBuffer的不同主要体现在position，改为了writeIndex和readIndex，而且它的put方法做了自动扩容功能，我们看图它是如何工作的：

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三，我们看下ByteBuf的常用的功能。

1，顺序读操作（read），就是从ByteBuf中进行读数据，包括不同返回的数据类型，不同索引，不同长度的读取等功能非常丰富。

2，顺序写操作（write），就是向ByteBuf进行写数据，包括写入不同类型boolean，int，long，ByteBuf，byte\[\]等，以及写入后writerIndex的操作，还有在指定的索引写入指定length的数据，功能也是非常丰富。

3，readerIndex和writerIndex上边讲原理的应该已经和清楚了，它就是将byteBuffer中的position分开了，还是很容易理解的。

4，Discardable byte，相比于其他的Java对象，缓冲区的分配和释放是个耗时的操作，因此有了Discardable bytes 即可废弃空间，通过discardReadBytes操作，可以进行原理图中的释放空间，进行重复利用缓存。但是此操作，可以看出对字节数组进行了内存复制，也是消耗性能，是一种牺牲性能换取更多可用内存的操作。

5，Readable bytes和Writable bytes，即可读空间、可写空间，Readable bytes为实际存储数据的区域，Writable bytes为尚未被使用的空闲空间。写入数据如果空间不够会进行自动扩容。下篇看源码看吧

6，Clear操作，和Jdk ByteBuffer的clear操作一样，他并不会清空缓存区内容本事，主要是用来还原操作位置指针 。原理图很明显的。

7，Mark和Reset，当对缓存进行读操作，由于某种原因，可能需要对之前的操作进行回滚。ByteBuf提供了：a，markReaderIndex：将当前的readerIndex备份到markedReaderIndex中；b，resetReaderIndex：将当前的readerIndex设置为markedReaderIndex；c，markWriterIndex：将当前的writerIndex备份到markedWriterIndex；d，resetWriterIndex：将当前的writerIndex设置为markedWriterIndex。

8，查找操作：例如indexOf、bytesBefore、forEachByte等各种方法，来帮助我们查找一些常用值，例如回车换行符、分隔符等。而Netty也为我们在ByteBufProcessor中抽象了这些常用值。

9，Derived buffers，类似数据库的视图，ByteBuf提供了多个接口用户创建某个ByteBuf的视图或者进行复制，例如：duplicate、copy、slice等。

10，转换成标准的ByteBuffer，由于底层JDK进行网络读写的时候都是使用的ByteBuffer，所以ByteBuf提供（也必须）两者的各种相互转换，例如：nioBuffer()，还有有参方法。

11，随机读写（set和get），除了顺序读写之外，ByteBuf还支持随机读写，即可以随机指定读写的索引位置。

好上边讲了ByteBuf的工作原理和功能介绍，当然具体的方法，我们可以参考ByteBuf的[API文档说明][API]([https://netty.io/4.1/api/index.html][API])  ByteBuf是非常重要的 知识，下篇我们讲结合这些功能看看源码的实现。

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[API]: https://netty.io/4.1/api/index.html