NIO-Buffer使用

2018-06-25 本文已影响0人 alexwu59

ByteBuffer的概述

Buffer是java NIO的通道与I/O通信的入口，Buffer是通道向I/O发送数据的来源或者接受I/O数据的目的，一个Buffer对象是固定数量的一个容器，本质是一个基本类型的数组+属性信息。

ByteBuffer是Buffer的一个子类，由于I/O通信底层都是字节通信，因此ByteBuffer是学习的重点。

ByteBuffer的使用

1.ByteBuffer创建

ByteBuffer的创建是通过调用ByteBuffer的静态方法创建，不是通过new的方法，具体如下：

ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocate(1024);

2.ByteBuffer属性

capacity: ByteBuffer的大小，创建ByteBuffer的时候指定,比如上面的1024，一旦创建好的ByteBuffer大小是不变的。

limit：ByteBuffer中第一个不能被读或者被写的字节的位置，新创建的ByteBuffer中limit的值等于capacity

position:ByteBuffer中下一个被读或者写的位置。ByteBuffer执行put/get方法的时候，会改变position的值，初始值为0。

mark:一个备用标记，用于临时记录position，当ByteBuffer执行mark()的时候，mark的值就被设置为position的值。执行reset方法的时候，会把mark的值赋值给position，mark与reset是一对。mark在创建ByteBuffer的时候值为-1。

3.Bytebuffer API用法

创建一个Buffer 对象bf = ByteBuffer.allocate(8);

position=0, limit = 8, capacity=8， mark=-1

执行bf.put((byte)’a’), bf.put((byte)’b’), 执行get 方法后，position 的值会加1

position=2, limit = 8, capacity=8， mark=-1

注意：bf.put()方法有一个重载的方法：put(int index,byte b)，该方法是把数据放到index 代

表的位置上，次方法操作后不会修改position 的值，同理get 方法跟put 一样。

执行bf.put(new byte[]{'c','d'}) 后：

position=5, limit = 8, capacity=8， mark=-1

以上的方法都是用来向bf 填充数据，加入需要填充的数据只有这4 个字母，那么下一步就

是想bf 的内容发给socket 上。下面就需要执通道channel 的write 方法:

channel.write(bf)

这个方法会把bf 中数据写入channel 的发送缓存区，channel 的write 的方法有个特点，他

只会发送position 与limit 之间的数据。如果此时调用write 方法，肯定会不能将abcd 发送

出去，因为此时bf 的position=4, limit = 8。因此需要将position 设置为a 的位置即0，将

limit 设置为d 的下一个位置即4，这样channel 才会把abcd 写出去。由于手动执行这些操

作太麻烦，NIO 提供了一个api 方法：flip(),这个方法可以完成上面的逻辑，flip 具体实现：

执行完flip()方法后，bf 如下图：

position=0, limit = 4, capacity=8， mark=-1

再创建一个容量为8 的ByteBuffer bf：用来接收从通道传来的数据。

position=0, limit = 8, capacity=8，mark=-1

执行channel.read(bf)，把通道缓存中的数据读入到bf 中，加入读入3 个字符：k ,n, m

position=3, limit = 8, capacity=8， mark=-1

此时bf 中存储了k,n,m 三个字符，如果想获取k,n,m，需要使用bf.get(byte[] b)方法，把数

据一次性读入byte[]数组中，bf.get 的方法是从bf 的positon 位置开始一直读到limit 为止，

而此时position 为3，因此需要执行bf.flip()方法。修改position 和limit 的值：

position=0, limit = 3, capacity=8， mark=-1

bf 有一个方法叫remaining()，该方法的作用就是获取limit 与position 之间的大小，也就是获取了本次要读取数据长度。因此在执行bf.get(byte[] b)之前需要创建一个数组，该数组的大小通常使用：

b = new byte[ bf. remaining()]

compact()方法：该方法的作用是把poistion 和limit 直接的数据移动到bf 的初始位置，具体实现：

public ByteBuffer compact() {

//移动数组

System.arraycopy(hb, ix(position()), hb, ix(0), remaining());

//数组移动后把设置position 的值为下一个可写入bf 的位置

position(remaining());

//设置limit 的值为capacity

limit(capacity());

//销毁标记，mark=-1

discardMark();

return this;

}

假如bf 的状态入下：

position=0, limit = 3, capacity=8， mark=-1

执行bf.get()操作后，变成：

position=1, limit = 3, capacity=8， mark=-1

在上图的基础上执行bf.compact()：

position=2, limit = 8, capacity=8， mark=-1

这里特别要注意的是索引2 里面的值仍然是m，因为compact 操作只是把1 和2 的值移动到了0 和1 的位置上，2 的位置上的值并没有清除，但是2 的位置已经成为下一个可以写入值得位置了。

mark()方法与reset()方法使用：

这两个方法，通过一个具体的例子来讲解：就是当一个ByteBuffer 的大小超过了channel 的缓存，那么channel 就不能一次性把byteBuffer 中的值写出去。sc 是channel,当执行完sc.write(bf)，之后，bf 中的数据，还有剩余，比如bf 有8 个字节，sc.write()一次写出5，还剩余3 个,此时bf 的内存图如下：

position=5, limit = 8, capacity=8， mark=-1

因为没有写完，需要下次写事件发生时，需要接着从position=5 的地方输出后面的数据。bf 前5 个字节已经使用，那么bf 就有空闲的容量，可以接收新的数据存入bf，然后执行bf.compact()操作bf 的内存图如下：

position=3, limit = 8, capacity=8， mark=-1

此时position=3 那么，bf 可以执行put()操作继续往bf 写入新数据，而不会担心覆盖老数据。当新的写事件到的时候，channel 又可以往出去写数据，需要把上次没有写完的数据写出去，如果直接执行write()方法，因为执行了compact()操作，position=3，而正确的数据是从position=0 开始，到position=3 为止，因为position 位置错误，导致write 的时候，老有数据写出，并且永远写不完。正确的做法是，在write 之前，把position 设置为0，limit 设置为3。limit=3 这个值如何设置呢？由于在上一次写操作后，执行完compact 后的position的值就是下一次写操作的limit 值。因此需要把position 备份一下，这里就用到了mark()操作，执行mark，把position 赋值给mark。如下图：