文章目錄

• 簡(jiǎn)介
• Buffer的分類
• Big Endian 和 Little Endian
• aligned內(nèi)存對(duì)齊
• 總結(jié)

簡(jiǎn)介

妖魔鬼怪快快顯形，今天F師兄幫助小師妹來(lái)斬妖除魔啦，什么BufferB，BufferL，BufferRB，BufferRL，BufferS，BufferU，BufferRS，BufferRU統(tǒng)統(tǒng)給你剖析個(gè)清清楚楚明明白白。

Buffer的分類

小師妹：F師兄不都說(shuō)JDK源碼是最好的java老師嗎？為程不識(shí)源碼，就稱牛人也枉然。但是我最近在學(xué)習(xí)NIO的時(shí)候竟然發(fā)現(xiàn)有些Buffer類居然沒(méi)有注釋，就那么突兀的寫在哪里，讓人好生心煩。

更多內(nèi)容請(qǐng)?jiān)L問(wèn)www.flydean.com

居然還有這樣的事情？快帶F師兄去看看。

小師妹：F師兄你看，以ShortBuffer為例，它的子類怎么后面都帶一些奇奇怪怪的字符：

什么什么BufferB，BufferL，BufferRB，BufferRL，BufferS，BufferU，BufferRS，BufferRU都來(lái)了，點(diǎn)進(jìn)去看他們的源碼也沒(méi)有說(shuō)明這些類到底是做什么的。

還真有這種事情，給我一個(gè)小時(shí)，讓我仔細(xì)研究研究。

一個(gè)小時(shí)后，小師妹，經(jīng)過(guò)我一個(gè)小時(shí)的辛苦勘察，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，確實(shí)沒(méi)有官方文檔介紹這幾個(gè)類到底是什么含義，但是師兄我掐指一算，好像發(fā)現(xiàn)了這些類之間的小秘密，且聽為兄娓娓道來(lái)。

之前的文章，我們講到Buffer根據(jù)類型可以分為ShortBuffer，LongBuffer，DoubleBuffer等等。

但是根據(jù)本質(zhì)和使用習(xí)慣，我們又可以分為三類，分別是：ByteBufferAsXXXBuffer，DirectXXXBuffer和HeapXXXBuffer。

ByteBufferAsXXXBuffer主要將ByteBuffer轉(zhuǎn)換成為特定類型的Buffer，比如CharBuffer，IntBuffer等等。

而DirectXXXBuffer則是和虛擬內(nèi)存映射打交道的Buffer。

最后HeapXXXBuffer是在堆空間上面創(chuàng)建的Buffer。

Big Endian 和 Little Endian

小師妹，F師兄，你剛剛講的都不重要，我就想知道類后面的B，L，R，S，U是做什么的。

好吧，在給你講解這些內(nèi)容之前，師兄我給你講一個(gè)故事。

話說(shuō)在明末浙江才女吳絳雪寫過(guò)一首詩(shī)：《春 景 詩(shī)》

鶯啼岸柳弄春晴，
柳弄春晴夜月明。
明月夜晴春弄柳，
晴春弄柳岸啼鶯。

小師妹，可有看出什么特異之處？最好是多讀幾遍，讀出聲來(lái)。

小師妹：哇，F師兄，這首詩(shī)從頭到尾和從尾到頭讀起來(lái)是一樣的呀，又對(duì)稱又有意境！

不錯(cuò)，這就是中文的魅力啦，根據(jù)讀的方式不同，得出的結(jié)果也不同，其實(shí)在計(jì)算機(jī)世界也存在這樣的問(wèn)題。

我們知道在java中底層的最小存儲(chǔ)單元是Byte，一個(gè)Byte是8bits，用16進(jìn)制表示就是Ox00-OxFF。

java中除了byte，boolean是占一個(gè)字節(jié)以外，好像其他的類型都會(huì)占用多個(gè)字節(jié)。

如果以int來(lái)舉例，int占用4個(gè)字節(jié)，其范圍是從Ox00000000-OxFFFFFFFF,假如我們有一個(gè)int=Ox12345678，存到內(nèi)存地址里面就有這樣兩種方式。

第一種Big Endian將高位的字節(jié)存儲(chǔ)在起始地址

第二種Little Endian將地位的字節(jié)存儲(chǔ)在起始地址

其實(shí)Big Endian更加符合人類的讀寫習(xí)慣，而Little Endian更加符合機(jī)器的讀寫習(xí)慣。

目前主流的兩大CPU陣營(yíng)中，PowerPC系列采用big endian方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，而x86系列則采用little endian方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

如果不同的CPU架構(gòu)直接進(jìn)行通信，就由可能因?yàn)樽x取順序的不同而產(chǎn)生問(wèn)題。

java的設(shè)計(jì)初衷就是一次編寫處處運(yùn)行，所以自然也做了設(shè)計(jì)。

所以BufferB表示的是Big Endian的buffer，BufferL表示的是Little endian的Buffer。

而BufferRB，BufferRL表示的是兩種只讀Buffer。

aligned內(nèi)存對(duì)齊

小師妹：F師兄，那這幾個(gè)又是做什么用的呢？ BufferS，BufferU，BufferRS，BufferRU。

在講解這幾個(gè)類之前，我們先要回顧一下JVM中對(duì)象的存儲(chǔ)方式。

還記得我們是怎么使用JOL來(lái)分析JVM的信息的嗎？代碼非常非常簡(jiǎn)單：

log.info("{}", VM.current().details());

輸出結(jié)果：

# Running 64-bit HotSpot VM. # Using compressed oop with 3-bit shift. # Using compressed klass with 3-bit shift. # WARNING | Compressed references base/shifts are guessed by the experiment! # WARNING | Therefore, computed addresses are just guesses, and ARE NOT RELIABLE. # WARNING | Make sure to attach Serviceability Agent to get the reliable addresses. # Objects are 8 bytes aligned. # Field sizes by type: 4, 1, 1, 2, 2, 4, 4, 8, 8 [bytes] # Array element sizes: 4, 1, 1, 2, 2, 4, 4, 8, 8 [bytes]

上面的輸出中，我們可以看到：Objects are 8 bytes aligned，這意味著所有的對(duì)象分配的字節(jié)都是8的整數(shù)倍。

再注意上面輸出的一個(gè)關(guān)鍵字aligned，確認(rèn)過(guò)眼神，是對(duì)的那個(gè)人。

aligned對(duì)齊的意思，表示JVM中的對(duì)象都是以8字節(jié)對(duì)齊的，如果對(duì)象本身占用的空間不足8字節(jié)或者不是8字節(jié)的倍數(shù)，則補(bǔ)齊。

還是用JOL來(lái)分析String對(duì)象：

[main] INFO com.flydean.JolUsage - java.lang.String object internals:OFFSET SIZE TYPE DESCRIPTION VALUE0 12 (object header) N/A12 4 byte[] String.value N/A16 4 int String.hash N/A20 1 byte String.coder N/A21 1 boolean String.hashIsZero N/A22 2 (loss due to the next object alignment) Instance size: 24 bytes Space losses: 0 bytes internal + 2 bytes external = 2 bytes total

可以看到一個(gè)String對(duì)象占用24字節(jié)，但是真正有意義的是22字節(jié)，有兩個(gè)2字節(jié)是補(bǔ)齊用的。

對(duì)齊的好處顯而易見，就是CPU在讀取數(shù)據(jù)的時(shí)候更加方便和快捷，因?yàn)镃PU設(shè)定是一次讀取多少字節(jié)來(lái)的，如果你存儲(chǔ)是沒(méi)有對(duì)齊的，則CPU讀取起來(lái)效率會(huì)比較低。

現(xiàn)在可以回答部分問(wèn)題：BufferU表示是unaligned，BufferRU表示是只讀的unaligned。

小師妹：那BufferS和BufferRS呢？

這個(gè)問(wèn)題其實(shí)還是很難回答的，但是經(jīng)過(guò)師兄我的不斷研究和探索，終于找到了答案：

先看下DirectShortBufferRU和DirectShortBufferRS的區(qū)別，兩者的區(qū)別在兩個(gè)地方，先看第一個(gè)Order：

DirectShortBufferRU:public ByteOrder order() {return ((ByteOrder.nativeOrder() != ByteOrder.BIG_ENDIAN)? ByteOrder.LITTLE_ENDIAN : ByteOrder.BIG_ENDIAN);} DirectShortBufferRS：public ByteOrder order() {return ((ByteOrder.nativeOrder() == ByteOrder.BIG_ENDIAN)? ByteOrder.LITTLE_ENDIAN : ByteOrder.BIG_ENDIAN);}

可以看到DirectShortBufferRU的Order是跟nativeOrder是一致的。而DirectShortBufferRS的Order跟nativeOrder是相反的。

為什么相反？再看兩者get方法的不同：

DirectShortBufferU：public short get() {try {checkSegment();return ((UNSAFE.getShort(ix(nextGetIndex()))));} finally {Reference.reachabilityFence(this);}} DirectShortBufferS：public short get() {try {checkSegment();return (Bits.swap(UNSAFE.getShort(ix(nextGetIndex()))));} finally {Reference.reachabilityFence(this);}}

區(qū)別出來(lái)了，DirectShortBufferS在返回的時(shí)候做了一個(gè)bits的swap操作。

所以BufferS表示的是swap過(guò)后的Buffer，和BufferRS表示的是只讀的swap過(guò)后的Buffer。

總結(jié)

不寫注釋實(shí)在是害死人啊！尤其是JDK自己也不寫注釋的情況下！

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本文作者：flydean程序那些事

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本文來(lái)源：flydean的博客

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的小师妹学JavaIO之:NIO中那些奇怪的Buffer的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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