Java NIO(2) - 缓冲区(Buffer)

3. 缓冲区(Buffer)和通道(Channel)

Java NIO系统的核心在于：通道(Channel)和缓冲区(Buffer)。通道表示打开到 IO 设备(例如：文件、套接字)的连接。若需要使用 NIO 系统，需要获取用于连接 IO 设备的通道以及用于容纳数据的缓冲区。然后操作缓冲区，对数据进行处理

<font color='red'>简而言之，Channel负责传输，Buffer负责存储</font>

3.1 缓冲区(Buffer)的简介

• 缓冲区（Buffer）：一个用于特定基本数据类型的容器。由 java.nio 包定义的，所有缓冲区都是 Buffer 抽象类的子类。

• Java NIO 中的 Buffer 主要用于与 NIO 通道进行交互，数据是从通道读入缓冲区，从缓冲区写入通道中的。

• Buffer 就像一个数组，可以保存多个相同类型的数据。根据数据类型不同(boolean 除外) ，有以下 Buffer 常用子类:

  • ByteBuffer
  • CharBuffer
  • ShortBuffer
  • IntBuffer
  • LongBuffer
  • FloatBuffer
  • DoubleBuffer

  上述 Buffer 类 他们都采用相似的方法进行管理数据，只是各自

  管理的数据类型不同而已。都是通过如下方法获取一个 Buffer

  对象

3.2 缓冲区的基本属性

• 容量 (capacity) ：表示 Buffer 最大数据容量，缓冲区容量不能为负，并且创建后不能更改。

• 限制 (limit)：第一个不应该读取或写入的数据的索引，即位于 limit 后的数据不可读写。缓冲区的限制不能为负，并且不能大于其容量。

• 位置 (position)：下一个要读取或写入的数据的索引。缓冲区的位置不能为负，并且不能大于其限制

• 标记 (mark)与重置 (reset)：标记是一个索引，通过 Buffer 中的 mark() 方法指定 Buffer 中一个特定的 position，之后可以通过调用 reset() 方法恢复到这个 position.

image.png

3.3 Buffer 的常用方法

image.png

3.4 缓冲区的数据操作

Buffer 所有子类提供了两个用于数据操作的方法：get() 与 put() 方法

• 获取 Buffer 中的数据
  • get() ：读取单个字节
  • get(byte[] dst)：批量读取多个字节到 dst 中
  • get(int index)：读取指定索引位置的字节(不会移动 position)
• 放入数据到 Buffer 中
  • put(byte b)：将给定单个字节写入缓冲区的当前位置
  • put(byte[] src)：将 src 中的字节写入缓冲区的当前位置
  • put(int index, byte b)：将指定字节写入缓冲区的索引位置(不会移动 position)

/**
 * Date: 2020/5/12
 * Time: 14:53
 * Content:
 *
 * 一.缓冲区(Buffer):在java NIO 中负责数据的存取.缓冲区就是数组.用于存储不同数据类型的数据
 *
 * 根据数据类型不同(boolean除外), 提供了相应类型的缓冲区
 * ByteBuffer
 * CharBuffer
 * ShortBuffer
 * IntBuffer
 * LongBuffer
 * FloatBuffer
 * DoubleBuffer
 *
 * 上述缓冲区的管理方式几乎一致, 通过allocate() 获取缓冲区
 *
 *
 * 二. 缓冲区存取数据的两个核心方法:
 * put() : 存入数据到缓冲区中
 * get() : 获取缓冲区中的数量
 *
 * 四. 缓冲区中的四个核心属性:
 * capacity : 容量, 表示缓冲区中糗大存储数据的容量.一旦声明不能改变
 * limit    : 界限, 表示缓冲区中可以操作数据的大小.(limit 后数据不能进行读写)
 * position : 位置, 表示缓冲区中正在操作数据的位置
 *
 * mark     : 标记, 表示记录当前 position 的位置, 可以通过 reset() 恢复到 mark 的位置
 *
 *
 * position <= limit <= capacty
 */
public class TestBuffer {

    @Test
    public void test01() {
        String str = "wangpeng";
        //1.分配一个指定大小的缓冲区
        ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);

        System.out.println("---------------allocate---------");
        System.out.println(buf.position());
        System.out.println(buf.limit());
        System.out.println(buf.capacity());

        //2. 利用put() 存入数据到缓冲区中
        buf.put(str.getBytes());

        System.out.println("---------------put---------");
        System.out.println(buf.position());
        System.out.println(buf.limit());
        System.out.println(buf.capacity());

        //3.切换读取数据模式
        buf.flip();

        System.out.println("---------------flip---------");
        System.out.println(buf.position());
        System.out.println(buf.limit());
        System.out.println(buf.capacity());

        //4. 利用 get() 读取缓冲区中的数据
        byte[] dst = new byte[buf.limit()];
        buf.get(dst);
        System.out.println(new String(dst, 0, dst.length));

        System.out.println("---------------get---------");
        System.out.println(buf.position());
        System.out.println(buf.limit());
        System.out.println(buf.capacity());

        //5, rewind() : 可重复读
        buf.rewind();

        System.out.println("---------------rewind---------");
        System.out.println(buf.position());
        System.out.println(buf.limit());
        System.out.println(buf.capacity());

        //6. clear() : 清空缓冲区, 但是缓冲区中的数据依然在,处于"遗忘"状态
        buf.clear();

        System.out.println("---------------clear---------");
        System.out.println(buf.position());
        System.out.println(buf.limit());
        System.out.println(buf.capacity());

        System.out.println((char) buf.get());
    }

    @Test
    public void test02() {
        String str = "zhaopeng";

        ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
        buf.put(str.getBytes());
        buf.flip();

        byte[] dst = new byte[buf.limit()];
        buf.get(dst, 0, 2);
        System.out.println(new String(dst, 0, 2));
        System.out.println(buf.position());

        //mark() : 标记
        buf.mark();

        buf.get(dst, 2, 2);
        System.out.println(new String(dst, 2, 2));
        System.out.println(buf.position());

        //reset() : 恢复到 mark 的位置
        buf.reset();
        System.out.println(buf.position());

        //判断缓冲区中是否还有剩余数据
        if (buf.hasRemaining()) {
            //获取缓冲区中可以操作的数量
            System.out.println(buf.remaining());
        }
    }
}