前言

Github：https://github.com/yihonglei/java-all

Project：java-nio

一 Buffer概述

Java NIO中的Buffer用于和NIO通道進行交互。數據是從通道讀入緩沖區，從緩沖區寫入到通道中的。

緩沖區本質上是一塊可以寫入數據，然后可以從中讀取數據的內存。這塊內存被包裝成NIO Buffer對象，

并提供了一組方法，用來方便的訪問該塊內存。

二 Buffer重要知識點分析

1、Buffer基本用法

使用Buffer讀寫數據一般遵循以下四個步驟：

1)寫入數據到Buffer，一般有可以從Channel讀取到到緩沖區中，也可以調用put方法寫入。

2)調用flip()方法，切換數據模式。

3)從Buffer中讀取數據，一般從緩沖區讀取數據寫入到通道中，也可以調用get方法讀取。

4)調用clear()方法或者compact()方法清空緩沖區。

當向buffer寫入數據時，buffer會記錄下寫了多少數據。一旦要讀取數據，需要通過flip()方法將Buffer從寫模式切換到讀模式。

在讀模式下，可以讀取之前寫入到buffer的所有數據。一旦讀完了所有的數據，就需要清空緩沖區，讓它可以再次被寫入。

有兩種方式能清空緩沖區：

1)clear()方法會清空整個緩沖區。

2)compact()方法只會清除已經讀過的數據。任何未讀的數據都被移到緩沖區的起始處，新寫入的數據將放到緩沖區

未讀數據的后面。

package com.lanhuigu.nio.buffer;

import java.io.File;

import java.io.FileInputStream;

import java.io.FileOutputStream;

import java.io.IOException;

import java.nio.ByteBuffer;

import java.nio.channels.FileChannel;

/**

* 使用Buffer讀寫數據一般遵循以下四個步驟：

* (1)寫入數據到Buffer，一般有可以從Channel中讀取到緩沖區，也可以調用put方法寫入。

* (2)調用flip()方法，切換數據模式。

* (3)從Buffer中讀取數據

* (4)調用clear()方法或者compact()方法

* 當向buffer寫入數據時，buffer會記錄下寫了多少數據。一旦要讀取數據，需要通過flip()方法將Buffer從寫模式切換到讀模式。

* 在讀模式下，可以讀取之前寫入到buffer的所有數據。一旦讀完了所有的數據，就需要清空緩沖區，讓它可以再次被寫入。

*

* 有兩種方式能清空緩沖區：

* 1)clear()方法會清空整個緩沖區。

* 2)compact()方法只會清除已經讀過的數據。任何未讀的數據都被移到緩沖區的起始處，新寫入的數據將放到緩沖區未讀數據的后面。

*/

public class BufferRWTest {

/**

* 文件復制實例

*/

public static void main(String[] args) {

// 源文件

File fromFile = new File("C:\\mycode\\hello.txt");

// 目標文件

File toFile = new File("C:\\mycode\\hello-copy.txt");

try (

// 根據源文件創建文件輸入流

FileInputStream fis = new FileInputStream(fromFile);

// 根據目標文件創建文件輸出流，如果文件不存在，自動創建

FileOutputStream fos = new FileOutputStream(toFile);

// 1. 獲取通道

FileChannel inChannel = fis.getChannel();

FileChannel outChannel = fos.getChannel();

) {

// 2. 分配指定大小的緩沖區

ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(48);

// 3. 將通道中的數據讀取到緩沖區

while (inChannel.read(buffer) != -1) {

// 切換成讀數據模式

buffer.flip();

// 4.?從緩沖區讀取數據寫入到通道中

outChannel.write(buffer);

// 清空緩沖區

buffer.clear();

}

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

2、Buffer的capacity、position和limit

緩沖區本質上是一塊可以寫入數據，然后可以從中讀取數據的內存。這塊內存被包裝成NIO Buffer對象，

并提供了一組方法，用來方便的訪問該塊內存。為了理解Buffer的工作原理，需要熟悉它的三個屬性:

.capacity

.position

.limit

position和limit的含義取決于Buffer處在讀模式還是寫模式。不管Buffer處在什么模式，capacity的含義總是一樣的。

這里有一個關于capacity，position和limit在讀寫模式中的說明：

capacity

作為一個內存塊，Buffer有一個固定的大小值，也叫"capacity"。你只能往里寫capacity個byte、long，char等類型。

一旦Buffer滿了，需要將其清空(通過讀數據或者清除數據)才能繼續寫數據往里寫數據。

position

當你寫數據到Buffer中時，position表示當前的位置。初始的position值為0。

當一個byte、long等數據寫到Buffer后，position會向前移動到下一個可插入數據的Buffer單元。

position最大可為capacity –1當讀取數據時，也是從某個特定位置讀。

當將Buffer從寫模式切換到讀模式，position會被重置為0。當從Buffer的position處讀取數據時，

position向前移動到下一個可讀的位置。

limit

在寫模式下，Buffer的limit表示你最多能往Buffer里寫多少數據。寫模式下，limit等于Buffer的capacity。

當切換Buffer到讀模式時，limit表示你最多能讀到多少數據。因此，當切換Buffer到讀模式時，

limit會被設置成寫模式下的position值。

換句話說，你能讀到之前寫入的所有數據，即limit被設置成已寫數據的數量，這個值在寫模式下就是position。

3、Buffer的類型

如下是Java NIO中最重要的緩沖區的實現:

ByteBuffer

CharBuffer

DoubleBuffer

FloatBuffer

IntBuffer

LongBuffer

ShortBuffer

MappedByteBuffer

這些Buffer覆蓋了你能通過IO發送的基本數據類型:byte, short, int, long, float, double和char。

4、Buffer的分配

要想獲得一個Buffer對象首先要進行分配。每一個Buffer類都有一個allocate方法。

分配48字節capacity的ByteBuffer的例子:

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);

分配一個可存儲1024個字符的CharBuffer:

CharBuffer buf = CharBuffer.allocate(1024);

5、向Buffer中寫入數據

寫數據到Buffer有兩種方式:

1)從Channel寫到Buffer。

2)通過Buffer的put()方法寫到Buffer里。

從Channel寫到Buffer的例子:

int bytesRead = inChannel.read(buf); // 從Channel(通道)讀取到Buffer(緩沖區)中

通過put方法寫Buffer的例子:

buf.put(127);

put方法有很多版本，允許你以不同的方式把數據寫入到Buffer中。

例如，寫到一個指定的位置，或者把一個字節數組寫入到Buffer。

6、flip()方法使用

flip方法將Buffer從寫模式切換到讀模式。調用flip()方法會將position設回0，并將limit設置成之前position的值。

換句話說，position現在用于標記讀的位置，limit表示之前寫進了多少個byte、char等現在能讀取多少個byte、char等。

7、從Buffer中讀取數據

從Buffer中讀取數據有兩種方式:

1)從Buffer讀取數據到Channel。

2)使用get()方法從Buffer中讀取數據。

從Buffer讀取數據到Channel的例子:

// 從Buffer中讀取數據寫入到通道中

int bytesWritten = inChannel.write(buf);

使用get()方法從Buffer中讀取數據的例子:

byte aByte = buf.get();

get方法有很多版本，允許你以不同的方式從Buffer中讀取數據。

例如，從指定position讀取，或者從Buffer中讀取數據到字節數組。

8、rewind()方法

Buffer.rewind()將position設回0，所以你可以重讀Buffer中的所有數據。

limit保持不變，仍然表示能從Buffer中讀取多少個元素(byte、char等)。

9、clear()和compact()方法

一旦讀完Buffer中的數據，需要讓Buffer準備好再次被寫入。可以通過clear()或compact()方法來完成。

如果調用的是clear()方法，position將被設回0，limit被設置成capacity的值。換句話說，Buffer被清空了。

Buffer中的數據并未清除，只是這些標記告訴我們可以從哪里開始往Buffer里寫數據。如果Buffer中有一些未讀的數據，

調用clear()方法，數據將“被遺忘”，意味著不再有任何標記會告訴你哪些數據被讀過，哪些還沒有。

如果Buffer中仍有未讀的數據，且后續還需要這些數據，但是此時想要先寫些數據，那么使用compact()方法。

compact()方法將所有未讀的數據拷貝到Buffer起始處。然后將position設到最后一個未讀元素正后面。

limit屬性依然像clear()方法一樣，設置成capacity。現在Buffer準備好寫數據了，但是不會覆蓋未讀的數據。

10、mark()和reset()方法

通過調用Buffer.mark()方法，可以標記Buffer中的一個特定position。

之后可以通過調用Buffer.reset()方法恢復到這個position。例如：

buffer.mark();

//調用buffer讀寫方法，下面通過調用reset恢復到調用前的position位置。

buffer.reset(); // set position back to mark

11、equals()和compareTo()方法

可以使用equals()和compareTo()方法兩個Buffer。

equals()

當滿足下列條件時，表示兩個Buffer相等。

1)有相同的類型(byte、char、int等)。

2)Buffer中剩余的byte、char等的個數相等。

3)Buffer中所有剩余的byte、char等都相同。

如你所見，equals只是比較Buffer的一部分，不是每一個在它里面的元素都比較。

實際上，它只比較Buffer中的剩余元素。

compareTo()

compareTo()方法比較兩個Buffer的剩余元素(byte、char等)，如果滿足下列條件，則認為一個Buffer"小于"另一個Buffer。

1)第一個不相等的元素小于另一個Buffer中對應的元素。

2)所有元素都相等，但第一個Buffer比另一個先耗盡(第一個Buffer的元素個數比另一個少)。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的buffer java nio_Java NIO深入理解Buffer（缓冲区）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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