前言

上篇【從入門到放棄-Java】并發編程-NIO-Channel中我們學習到channel是雙向通道，數據通過channel在實體（文件、socket）和緩沖區（buffer）中可以雙向傳輸。

本文我們就來學習下buffer

簡介

buffer即緩沖區，實際上是一塊內存，可以用來寫入、讀取數據。是一個線性的、大小有限的、順序承載基礎數據類型的內存塊。

buffer有三個重要的屬性：

• capacity：緩沖池大小，是不可變的。當buffer寫滿時，需要先清空才能繼續寫入。
• limit：是buffer中不可以被讀或者寫的第一個元素的位置，limit的大小永遠不會超過capacity（在寫模式下，limit等于capacity）
• position：是buffer中可以被讀或者寫的第一個元素的位置，position的大小永遠不會超過limit

除了boolean外，每一個基礎數據類型都有對應的buffer。如：ByteBuffer、CharBuffer、LongBuffer等

buffer不是線程安全的，如果要在多線程中使用 需要加鎖控制

接下來以ByteBuffer為例開始學習。

ByteBuffer

allocateDirect

public static ByteBuffer allocateDirect(int capacity) {//會創建一個容量大小為capacity的DirectByteBuffer（ByteBuffer的子類）return new DirectByteBuffer(capacity); }

allocate

public static ByteBuffer allocate(int capacity) {if (capacity < 0)throw createCapacityException(capacity);//會創建一個容量大小為capacity的HeapByteBuffer（ByteBuffer的子類）return new HeapByteBuffer(capacity, capacity); }

HeapByteBuffer和DirectByteBuffer的區別：

• DirectByteBuffer是直接調用native方法在本機os::malloc()創建堆外內存；HeapByteBuffer是直接在jvm的堆中分配內存。
• 當buffer中的數據和磁盤、網絡等的交互都在操作系統的內核中發生時，使用DirectByteBuffer能避免從內核態->用戶態->內核態的切換開銷，所有的處理都在內核中進行，性能會比較好
• 當頻繁創建操作數據量比較小的buffer時，使用HeapByteBuffer在jvm堆中分配內存能抵消掉使用DirectByteBuffer帶來的好處。

wrap

public static ByteBuffer wrap(byte[] array,int offset, int length) {try {return new HeapByteBuffer(array, offset, length);} catch (IllegalArgumentException x) {throw new IndexOutOfBoundsException();} }public static ByteBuffer wrap(byte[] array) {return wrap(array, 0, array.length);}

將byte數組包裝成一個ByteBuffer

讀數據

• 使用get方法從Buffer中讀取數據
• 從Buffer中讀取數據到Channel即：Channel::write() (從buffer中讀取數據寫入到資源中，所以是write)

寫數據

• 使用put方法直接設置Buffer中的數據
• 從Channel中讀取數據到Buffer即：Channel::read() (從資源中讀取數據寫入到buffer中，所以是read)

position

//獲取buffer中當前position的位置 public final int position() {return position; }//設置buffer的position為newPosition，注意newPosition要大于0且小于limit，如果remark大于newPosition則設置為-1 public Buffer position(int newPosition) {if (newPosition > limit | newPosition < 0)throw createPositionException(newPosition);position = newPosition;if (mark > position) mark = -1;return this; }

limit

//獲取buffer中當前limit的位置 public final int limit() {return limit; }//設置buffer的limit為newLimit，注意newLimit要大于0且小于capacity。如果position大于newLimit這設置為newLimit，如果remark大于newLimit則設置為-1 public Buffer limit(int newLimit) {if (newLimit > capacity | newLimit < 0)throw createLimitException(newLimit);limit = newLimit;if (position > limit) position = limit;if (mark > limit) mark = -1;return this; }

mark

public Buffer mark() {//標記mark為當前positionmark = position;return this; }

將當前位置做標記，在使用reset方法時，可以回到當前mark的位置

reset

public Buffer reset() {int m = mark;if (m < 0)throw new InvalidMarkException();//設置position為當前markposition = m;return this; }

回到之前設置mark的位置

clear

public Buffer clear() {//設置position為0position = 0;//limit設置為capacity大小limit = capacity;//mark設置為-1（初始化）mark = -1;return this; }

讀取完數據后調用clear，即將buffer邏輯上清空了，可以從0開始寫入數據

flip

public Buffer flip() {//limit設置為當前位置limit = position;//position設置為0position = 0;//mark設置為-1（初始化）mark = -1;return this; }

將buffer從寫模式設置為讀模式，limit設置為當前position的位置，即只能讀取limit大小的數據

rewind

public Buffer rewind() {position = 0;mark = -1;return this; }

將position設置為0，即從頭開始讀取

remaining

public final int remaining() {return limit - position; }

返回buffer中還有多少byte是未讀的

hasRemaining

public final boolean hasRemaining() {return position < limit; }

是否已讀完

compact

public ByteBuffer compact() {System.arraycopy(hb, ix(position()), hb, ix(0), remaining());position(remaining());limit(capacity());discardMark();return this; }

將position和limit直接的數據copy到byteBuffer的起始處，將已讀數據清空，并將新的position設置為當前未讀數據的末尾。這樣能避免clear方法會將未讀數據也清空的問題

slice

public ByteBuffer slice() {return new HeapByteBufferR(hb,-1,0,this.remaining(),this.remaining(),this.position() + offset); }ByteBuffer slice(int pos, int lim) {assert (pos >= 0);assert (pos <= lim);int rem = lim - pos;return new HeapByteBufferR(hb,-1,0,rem,rem,pos + offset); }

新創建一個ByteBuffer，將緩存區分片，設置一個子緩沖區，實際上內存還是共享的，數據發生改變，兩個緩沖區讀取的數據都會是改變后的。

總結

Buffer最重要的三個屬性：position、limit、capacity。牢記這三個屬性的含義及讀寫切換時，設置值是如何變化的，Buffer的核心知識點就掌握了。

原文鏈接
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總結

以上是生活随笔為你收集整理的【从入门到放弃-Java】并发编程-NIO-Buffer的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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