Java常見(jiàn)類(lèi)隨寫(xiě) 之 ByteBuffer類(lèi)

ByteBuffer 用于 NIO, 常見(jiàn)的還有其他幾種基本類(lèi)型的Buffer類(lèi), 創(chuàng)建的時(shí)候有None-direct 和 direct 方式之分, 后者直接在native I/O操作buffer, 避免在操作系統(tǒng)操作之后的額外拷貝動(dòng)作,不占用JVM內(nèi)存,適用于空間占用比較大,長(zhǎng)生命周期的buffer。前者也可以通過(guò)JNI 來(lái)創(chuàng)建,一般是是在內(nèi)存里面。通過(guò)鏈?zhǔn)秸{(diào)用,優(yōu)點(diǎn)就是堆內(nèi)分配垃圾回收比較快,缺點(diǎn)是需要內(nèi)存復(fù)制,但是direct 方式就解決了這個(gè)問(wèn)題,所以如果涉及到I/O通信比較多的,采用direct方式,后臺(tái)業(yè)務(wù)的采用HeapByteBuffer。

下面是一些常用方法:

// 分配直接byte buffer
    public static ByteBuffer allocateDirect(int capacity) {
        return new DirectByteBuffer(capacity);
    }


//分配一般byte buffer
public static ByteBuffer allocate(int capacity) {
        if (capacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException();
        return new HeapByteBuffer(capacity, capacity);
    }

//在當(dāng)前position 讀取一個(gè)byte,然后position 增加。
public abstract byte get();

//在當(dāng)前的position 寫(xiě)入
public abstract ByteBuffer put(byte b);



//賦值給 dst 字節(jié)數(shù)組
public ByteBuffer get(byte[] dst) {
        return get(dst, 0, dst.length);
    }

下面主要分析Buffer 類(lèi):
(1) capacity : 包含的元素?cái)?shù)量,且創(chuàng)建之后就不可變。
(2)limit : 標(biāo)志不可讀寫(xiě)的元素索引。
(3)postion: 讀寫(xiě)元素的位置
(4) mark : reset 時(shí)設(shè)置的postion 備份。
mark <= position <= limit <= capacity

下面是一些常見(jiàn)的函數(shù):

//給即將準(zhǔn)備寫(xiě)的操作騰出空間(已經(jīng)讀,或者put的系列操作)
  public final Buffer flip() {
        limit = position;
        position = 0;
        mark = -1;
        return this;
    }


// 剩下的可操作數(shù)目
public final int remaining() {
        return limit - position;
    }

example :

import java.nio.ByteBuffer;

public class ByteBufferTest {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        
        System.out.println(Runtime.getRuntime().totalMemory());
        System.out.println(Runtime.getRuntime().freeMemory());
        
        ByteBuffer  buffer = ByteBuffer.allocateDirect(1024*100);
        
        for(int i = 0; i < 1024*100; i ++){
            buffer.put(new Byte("1"));
        }
        
        
        buffer.flip();
        buffer.get();
        buffer.limit(1024*100);
        System.out.println(Runtime.getRuntime().freeMemory());
        
        for(int i = 0; i < 1024*100; i ++){
            System.out.println(buffer.get(i));
        }
        
        buffer.clear();
        
        System.out.println(Runtime.getRuntime().freeMemory());
    }

}

也正是因?yàn)锽yteBuffer 有這么多的操作以及其局限性(postion,需要手工flip,rewind等等),在NIO 編程中,使用Netty 里面封裝的ByteBuf,在Bytebuf 中,使用了readerIndex 和 writerIndex,而且是動(dòng)態(tài)拓展大小的,采用的策略是先倍增再步進(jìn)的方式進(jìn)行逼近。

  • BEFORE discardReadBytes()
  •  +-------------------+------------------+------------------+
    
  •  | discardable bytes |  readable bytes  |  writable bytes  |
    
  •  +-------------------+------------------+------------------+
    
  •  |                   |                  |                  |
    
  •  0      <=      readerIndex   <=   writerIndex    <=    capacity
    
  • AFTER discardReadBytes()
  •  +------------------+--------------------------------------+
    
  •  |  readable bytes  |    writable bytes (got more space)   |
    
  •  +------------------+--------------------------------------+
    
  •  |                  |                                      |
    
  • readerIndex (0) <= writerIndex (decreased) <= capacity

其中discardable bytes 表示 可以被丟棄的字節(jié),用于節(jié)省空間。

但是我們要知道,Netty 的byteBuffer 實(shí)際上面最終還是操作了ByteBuffer,所以就需要接口進(jìn)行互換。

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