nio buffer 用法

NIO的Buffer（緩沖區(qū)）本質(zhì)上是一個(gè)內(nèi)存塊，既可以寫(xiě)入數(shù)據(jù)，也可以從中讀取數(shù)據(jù)。NIO的Buffer類(lèi)，是一個(gè)抽象類(lèi)，位于java.nio包中，其內(nèi)部是一個(gè)內(nèi)存塊（數(shù)組）。NIO的Buffer與普通的內(nèi)存塊（Java數(shù)組）不同的是：NIOBuffer對(duì)象，提供了一組更加有效的方法，用來(lái)進(jìn)行寫(xiě)入和讀取的交替訪問(wèn)。需要強(qiáng)調(diào)的是：Buffer類(lèi)是一個(gè)非線程安全類(lèi).

1. Buffer類(lèi)Buffer類(lèi)是一個(gè)抽象類(lèi)，對(duì)應(yīng)于Java的主要數(shù)據(jù)類(lèi)型，在NIO中有8種緩沖區(qū)類(lèi)，分別如下：ByteBuffer、CharBuffer、DoubleBuffer、FloatBuffer、IntBuffer、LongBuffer、ShortBuffer、MappedByteBuffer。前7種Buffer類(lèi)型，覆蓋了能在IO中傳輸?shù)乃械腏ava基本數(shù)據(jù)類(lèi)型。第8種類(lèi)型MappedByteBuffer是專門(mén)用于內(nèi)存映射的一種ByteBuffer類(lèi)型。實(shí)際上，使用最多的還是ByteBuffer二進(jìn)制字節(jié)緩沖區(qū)類(lèi)型，后面會(huì)看到。
2.capacity屬性Buffer類(lèi)的capacity屬性，表示內(nèi)部容量的大小。
? ? ? ?一旦寫(xiě)入的對(duì)象數(shù)量超過(guò)了capacity容量，緩沖區(qū)就滿了，不能再寫(xiě)入了。Buffer類(lèi)的capacity屬性一旦初始化，就不能再改變。原因是什么呢？Buffer類(lèi)的對(duì)象在初始化時(shí)，會(huì)按照capacity分配內(nèi)部的內(nèi)存。在內(nèi)存分配好之后，它的大小當(dāng)然就不能改變了。再?gòu)?qiáng)調(diào)一下，capacity容量不是指內(nèi)存塊byte[]數(shù)組的字節(jié)的數(shù)量。capacity容量指的是寫(xiě)入的數(shù)據(jù)對(duì)象的數(shù)量。前面講到，Buffer類(lèi)是一個(gè)抽象類(lèi)，Java不能直接用來(lái)新建對(duì)象。使用的時(shí)候，必須使用Buffer的某個(gè)子類(lèi)，例如使用DoubleBuffer，則寫(xiě)入的數(shù)據(jù)是double類(lèi)型，如果其capacity是100，那么我們最多可以寫(xiě)入100個(gè)double數(shù)據(jù)。
3.position屬性Buffer類(lèi)的position屬性，表示當(dāng)前的位置。
????????position屬性與緩沖區(qū)的讀寫(xiě)模式有關(guān)。在不同的模式下，position屬性的值是不同的。當(dāng)緩沖區(qū)進(jìn)行讀寫(xiě)的模式改變時(shí)，position會(huì)進(jìn)行調(diào)整。
????在寫(xiě)入模式下，position的值變化規(guī)則如下：
（1）在剛進(jìn)入到寫(xiě)模式時(shí)，position值為0，表示當(dāng)前的寫(xiě)入位置為從頭開(kāi)始。
（2）每當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)寫(xiě)到緩沖區(qū)之后，position會(huì)向后移動(dòng)到下一個(gè)可寫(xiě)的位置。
（3）初始的position值為0，最大可寫(xiě)值position為limit–1。當(dāng)position值達(dá)到limit時(shí)，緩沖區(qū)就已經(jīng)無(wú)空間可寫(xiě)了。
在讀模式下，position的值變化規(guī)則如下：
（1）當(dāng)緩沖區(qū)剛開(kāi)始進(jìn)入到讀模式時(shí)，position會(huì)被重置為0。
（2）當(dāng)從緩沖區(qū)讀取時(shí)，也是從position位置開(kāi)始讀。讀取數(shù)據(jù)后，position向前移動(dòng)到下一個(gè)可讀的位置。（3）position最大的值為最大可讀上限limit，當(dāng)position達(dá)到limit時(shí)，表明緩沖區(qū)已經(jīng)無(wú)數(shù)據(jù)可讀。起點(diǎn)在哪里呢？當(dāng)新建一個(gè)緩沖區(qū)時(shí)，緩沖區(qū)處于寫(xiě)入模式，這時(shí)是可以寫(xiě)數(shù)據(jù)的。數(shù)據(jù)寫(xiě)入后，如果要從緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)，這就要進(jìn)行模式的切換，可以使用（即調(diào)用）flip翻轉(zhuǎn)方法，將緩沖區(qū)變成讀取模式。在這個(gè)flip翻轉(zhuǎn)過(guò)程中，position會(huì)進(jìn)行非常巨大的調(diào)整，具體的規(guī)則是：position由原來(lái)的寫(xiě)入位置，變成新的可讀位置，也就是0，表示可以從頭開(kāi)始讀。flip翻轉(zhuǎn)的另外一半工作，就是要調(diào)整limit屬性。
3.limit屬性Buffer類(lèi)的limit屬性，表示讀寫(xiě)的最大上限。
????????limit屬性，也與緩沖區(qū)的讀寫(xiě)模式有關(guān)。在不同的模式下，limit的值的含義是不同的。在寫(xiě)模式下，limit屬性值的含義為可以寫(xiě)入的數(shù)據(jù)最大上限。在剛進(jìn)入到寫(xiě)模式時(shí)，limit的值會(huì)被設(shè)置成緩沖區(qū)的capacity容量值，表示可以一直將緩沖區(qū)的容量寫(xiě)滿。在讀模式下，limit的值含義為最多能從緩沖區(qū)中讀取到多少數(shù)據(jù)。
一般來(lái)說(shuō)，是先寫(xiě)入再讀取。當(dāng)緩沖區(qū)寫(xiě)入完成后，就可以開(kāi)始從Buffer讀取數(shù)據(jù)，可以使用flip翻轉(zhuǎn)方法，這時(shí)，limit的值也會(huì)進(jìn)行非常大的調(diào)整。具體如何調(diào)整呢？將寫(xiě)模式下的position值，設(shè)置成讀模式下的limit值，也就是說(shuō)，將之前寫(xiě)入的最大數(shù)量，作為可以讀取的上限值。在flip翻轉(zhuǎn)時(shí)，屬性的調(diào)整，將涉及position、limit兩個(gè)屬性，這種調(diào)整比較微妙，不是太好理解，舉一個(gè)簡(jiǎn)單例子：首先，創(chuàng)建緩沖區(qū)。剛開(kāi)始，緩沖區(qū)處于寫(xiě)模式。position為0，limit為最大容量。然后，向緩沖區(qū)寫(xiě)數(shù)據(jù)。每寫(xiě)入一個(gè)數(shù)據(jù)，position向后面移動(dòng)一個(gè)位置，也就是position的值加1。假定寫(xiě)入了5個(gè)數(shù)，當(dāng)寫(xiě)入完成后，position的值為5。這時(shí)，使用（即調(diào)用）flip方法，將緩沖區(qū)切換到讀模式。limit的值，先會(huì)被設(shè)置成寫(xiě)模式時(shí)的position值。這里新的limit是5，表示可以讀取的最大上限是5個(gè)數(shù)。同時(shí)，新的position會(huì)被重置為0，表示可以從0開(kāi)始讀。
? ? ? ?除了前面的3個(gè)屬性，第4個(gè)屬性mark（標(biāo)記）比較簡(jiǎn)單。就是相當(dāng)一個(gè)暫存屬性，暫時(shí)保存position的值，方便后面的重復(fù)使用position值。下面用一個(gè)表格總結(jié)一下Buffer類(lèi)的4個(gè)重要屬性，參見(jiàn)表3-1。Buffer四個(gè)重要屬性的取值說(shuō)明

4.buffer的重要方法
? ??　allocate()創(chuàng)建緩沖區(qū),put()寫(xiě)入到緩沖區(qū),flip()翻轉(zhuǎn),Buffer.clear()從讀取模式轉(zhuǎn)換為寫(xiě)入模式

5.buffer的使用基本步驟
總體來(lái)說(shuō)，使用JavaNIOBuffer類(lèi)的基本步驟如下：
（1）使用創(chuàng)建子類(lèi)實(shí)例對(duì)象的allocate()方法，創(chuàng)建一個(gè)Buffer類(lèi)的實(shí)例對(duì)象。
（2）調(diào)用put方法，將數(shù)據(jù)寫(xiě)入到緩沖區(qū)中。
（3）寫(xiě)入完成后，在開(kāi)始讀取數(shù)據(jù)前，調(diào)用Buffer.flip()方法，將緩沖區(qū)轉(zhuǎn)換為讀模式。
（4）調(diào)用get方法，從緩沖區(qū)中讀取數(shù)據(jù)。
（5）讀取完成后，調(diào)用Buffer.clear()或Buffer.compact()方法，將緩沖區(qū)轉(zhuǎn)換為寫(xiě)入模式。

本資料收集于Netty、Redis、Zookeeper高并發(fā)實(shí)戰(zhàn),希望大家購(gòu)買(mǎi)正版圖書(shū)