JAVA基础 - BYTEBUFFER是什么？

╰半夏微凉° 2023-10-08 15:38 36阅读 0赞

1.  Buffer 类是 java.nio 的构造基础。一个 Buffer 对象是固定数量的、数据的容器，其作用是一个存储器或者分段运输区。在这里，数据可被存储并在之后用于检索。缓冲区可以被写满或释放。对于每个非布尔类型的、原始数据类型都有一个缓冲区类，即 Buffer 的子类有：ByteBuffer、CharBuffer、DoubleBuffer、FloatBuffer、IntBuffer、LongBuffer 和 ShortBuffer，是没有 BooleanBuffer 之说的。尽管缓冲区作用于它们存储的原始数据类型，但缓冲区十分倾向于处理字节。
2.  Buffer及其子类都不是线程安全的，若多线程操作该缓冲区，则应通过同步来控制对该缓冲区的访问。
3.  每个Buffer都有以下四个属性:  
    (1) capacity：容量，缓冲区能够容纳的数据元素的最大数量。这一容量在缓冲区创建时被设定，且永远不能被改变  
    (2) limit：上界，缓冲区的第一个不能被读或写的元素。缓冲区创建时，limit 的值等于 capacity 的值。假设 capacity = 1024，我们在程序中设置了 limit = 512，说明Buffer 的容量为 1024，但是从 512 之后既不能读也不能写，因此可以理解成，Buffer 的实际可用大小为 512  
    (3) position：位置，下一个要被读或写的元素的索引。位置会自动由相应的 get() 和 put() 函数更新。 这里需要注意的是positon的位置是从0开始，比如，已经写入buffer 3个元素那那么position就是指向第4个位置，即position设置为3（数组从0开始计）  
    (4) mark：标记，一个备忘位置。保存某个时刻的position指针的值，通过调用mark()实现，当mark被置为负值时，表示废弃标记。标记在设定前是未定义的(undefined)。使用场景是，假设缓冲区中有 10 个元素，position 目前的位置为 2(也就是如果get的话是第三个元素)，现在只想发送 6 - 10 之间的缓冲数据，此时我们可以 buffer.mark(buffer.position())；即把当前的 position 记入 mark 中，然后 buffer.postion(6)；此时发送给 channel 的数据就是 6 - 10 的数据。发送完后，我们可以调用 buffer.reset() 使得 position = mark，因此这里的 mark 只是用于临时记录一下位置用的  
    (5) position和limit之间的距离指定了可读/写的字节数  
    (6) mark,position,limit,capacity大小关系：

-1 <= mark <= position <= limit <= capacity
    			0<= position <= limit <= capacity

1.  常用的方法一：  
    (1) clear()，把position设为0，把limit设为capacity，取消标记，一般在把数据写入Buffer前调用，Buffer中的数据并未清除，只是这些标记告诉我们可以从哪里开始往Buffer里写数据。如果Buffer中有一些未读的数据，调用clear()方法以后，数据将“被遗忘”，意味着不再有任何标记会告诉你哪些数据被读过，哪些还没有。源码如下：  
    public final Buffer clear() \{  
    position = 0;  
    limit = capacity;  
    mark = -1;  
    return this;  
    \}  
    (2) compact()，如果Buffer中仍有未读的数据，且后续还需要这些数据，但是此时想要先写些数据，那么使用compact()方法。compact()方法将所有未读的数据拷贝到Buffer起始处。然后将position设到最后一个未读元素正后面。limit属性依然像clear()方法一样，设置成capacity。现在Buffer准备好写数据了，但是不会覆盖未读的数据。  
    (3) flip()，把limit设为当前position，把position设为0，取消标记，一般在从Buffer中读取数据前调用。源码如下：  
    public final Buffer flip() \{  
    limit = position;  
    position = 0;  
    mark = -1;  
    return this;  
    \}  
    (4) rewind()，把position设为0，limit不变，一般在把数据重写入Buffer前调用。源码如下：  
    public final Buffer rewind() \{  
    position = 0;  
    mark = -1;  
    return this;  
    \}  
    (5) hasRemaining()，当缓冲区至少还有一个元素时，返回true；  
    (6) remaining()，position和limit之间字节个数；  
    (7) reset()，将position的值还原成上次调用mark()方法后的position的值。源码如下：  
    public final Buffer reset() \{  
    int m = mark;  
    if (m < 0)  
    throw new InvalidMarkException();  
    position = m;  
    return this;  
    \}
2.  常用方法二:  
    (1) allocate()，分配一个具有指定大小的底层数组，并将它包装到一个缓冲区对象中，用静态方法 allocate() 来分配缓冲区；  
    (2) wrap()，将一个已有的byte数组包装出一个新的bytebuffer对象；  
    (3) slice()，根据现有的缓冲区创建一个子缓冲区。也就是它创建一个新的缓冲区，新缓冲区与原来的缓冲区的一部分共享数据，子缓冲区和缓冲区 共享同一个底层数据数组，分片操作是根据当前position以及limit的值来确定的；  
    (4) order()，返回ByteBuffer的字节序；
3.  视图缓冲区，可以用ByteBuffer对象创建其他类型的缓冲区，新缓冲区共享原始ByteBuffer的全部或者部分内存，这样的缓冲区被叫做视图缓冲区，就是通过源缓冲区创建其他的基础数据类型的缓冲区，新缓冲区和源缓冲区共享数据，但各自维护自己的属性(capacity、limit、position、mark)。
4.  使用Buffer读/写数据一般遵循以下四个步骤：  
    (1) 写入数据到Buffer；  
    (2) 调用flip()方法；  
    (3) 从Buffer中读取数据；  
    (4) 调用clear()方法或者compact()方法；
5.  当向buffer写入数据时，buffer会记录下写了多少数据；一旦要读取数据，需要通过flip()方法将Buffer从写模式切换到读模式；在读模式下，可以读取之前写入到buffer的所有数据。一旦读完了所有的数据，就需要清空缓冲区，让它可以再次被写入。  
    有两种方式能清空缓冲区：调用clear()或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。任何未读的数据都被移到缓冲区的起始处，新写入的数据将放到缓冲区未读数据的后面。  
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