前言

上篇【從入門到放棄-Java】并發編程-NIO-Channel中我們學習到channel是雙向通道，數據通過channel在實體(文件、socket)和緩沖區(buffer)中可以雙向傳輸。

本文我們就來學習下buffer

簡介

buffer即緩沖區，實際上是一塊內存，可以用來寫入、讀取數據。是一個線性的、大小有限的、順序承載基礎數據類型的內存塊。

buffer有三個重要的屬性：

capacity：緩沖池大小，是不可變的。當buffer寫滿時，需要先清空才能繼續寫入。

limit：是buffer中不可以被讀或者寫的第一個元素的位置，limit的大小永遠不會超過capacity(在寫模式下，limit等于capacity)

position：是buffer中可以被讀或者寫的第一個元素的位置，position的大小永遠不會超過limit

除了boolean外，每一個基礎數據類型都有對應的buffer。如：ByteBuffer、CharBuffer、LongBuffer等

buffer不是線程安全的，如果要在多線程中使用 需要加鎖控制

接下來以ByteBuffer為例開始學習。

ByteBuffer

allocateDirect

public static ByteBuffer allocateDirect(int capacity) {

//會創建一個容量大小為capacity的DirectByteBuffer(ByteBuffer的子類)

return new DirectByteBuffer(capacity);

}

allocate

public static ByteBuffer allocate(int capacity) {

if (capacity < 0)

throw createCapacityException(capacity);

//會創建一個容量大小為capacity的HeapByteBuffer(ByteBuffer的子類)

return new HeapByteBuffer(capacity, capacity);

}

HeapByteBuffer和DirectByteBuffer的區別：

DirectByteBuffer是直接調用native方法在本機os::malloc()創建堆外內存；HeapByteBuffer是直接在jvm的堆中分配內存。

當buffer中的數據和磁盤、網絡等的交互都在操作系統的內核中發生時，使用DirectByteBuffer能避免從內核態->用戶態->內核態的切換開銷，所有的處理都在內核中進行，性能會比較好

當頻繁創建操作數據量比較小的buffer時，使用HeapByteBuffer在jvm堆中分配內存能抵消掉使用DirectByteBuffer帶來的好處。

wrap

public static ByteBuffer wrap(byte[] array,

int offset, int length)

{

try {

return new HeapByteBuffer(array, offset, length);

} catch (IllegalArgumentException x) {

throw new IndexOutOfBoundsException();

}

}

public static ByteBuffer wrap(byte[] array) {

return wrap(array, 0, array.length);

}

將byte數組包裝成一個ByteBuffer

讀數據

使用get方法從Buffer中讀取數據

從Buffer中讀取數據到Channel即：Channel::write() (從buffer中讀取數據寫入到資源中，所以是write)

寫數據

使用put方法直接設置Buffer中的數據

從Channel中讀取數據到Buffer即：Channel::read() (從資源中讀取數據寫入到buffer中，所以是read)

position

//獲取buffer中當前position的位置

public final int position() {

return position;

}

//設置buffer的position為newPosition，注意newPosition要大于0且小于limit，如果remark大于newPosition則設置為-1

public Buffer position(int newPosition) {

if (newPosition > limit | newPosition < 0)

throw createPositionException(newPosition);

position = newPosition;

if (mark > position) mark = -1;

return this;

}

limit

//獲取buffer中當前limit的位置

public final int limit() {

return limit;

}

//設置buffer的limit為newLimit，注意newLimit要大于0且小于capacity。如果position大于newLimit這設置為newLimit，如果remark大于newLimit則設置為-1

public Buffer limit(int newLimit) {

if (newLimit > capacity | newLimit < 0)

throw createLimitException(newLimit);

limit = newLimit;

if (position > limit) position = limit;

if (mark > limit) mark = -1;

return this;

}

mark

public Buffer mark() {

//標記mark為當前position

mark = position;

return this;

}

將當前位置做標記，在使用reset方法時，可以回到當前mark的位置

reset

public Buffer reset() {

int m = mark;

if (m < 0)

throw new InvalidMarkException();

//設置position為當前mark

position = m;

return this;

}

回到之前設置mark的位置

clear

public Buffer clear() {

//設置position為0

position = 0;

//limit設置為capacity大小

limit = capacity;

//mark設置為-1(初始化)

mark = -1;

return this;

}

讀取完數據后調用clear，即將buffer邏輯上清空了，可以從0開始寫入數據

flip

public Buffer flip() {

//limit設置為當前位置

limit = position;

//position設置為0

position = 0;

//mark設置為-1(初始化)

mark = -1;

return this;

}

將buffer從寫模式設置為讀模式，limit設置為當前position的位置，即只能讀取limit大小的數據

rewind

public Buffer rewind() {

position = 0;

mark = -1;

return this;

}

將position設置為0，即從頭開始讀取

remaining

public final int remaining() {

return limit - position;

}

返回buffer中還有多少byte是未讀的

hasRemaining

public final boolean hasRemaining() {

return position < limit;

}

是否已讀完

compact

public ByteBuffer compact() {

System.arraycopy(hb, ix(position()), hb, ix(0), remaining());

position(remaining());

limit(capacity());

discardMark();

return this;

}

將position和limit直接的數據copy到byteBuffer的起始處，將已讀數據清空，并將新的position設置為當前未讀數據的末尾。這樣能避免clear方法會將未讀數據也清空的問題

slice

public ByteBuffer slice() {

return new HeapByteBufferR(hb,

-1,

0,

this.remaining(),

this.remaining(),

this.position() + offset);

}

ByteBuffer slice(int pos, int lim) {

assert (pos >= 0);

assert (pos <= lim);

int rem = lim - pos;

return new HeapByteBufferR(hb,

-1,

0,

rem,

rem,

pos + offset);

}

新創建一個ByteBuffer，將緩存區分片，設置一個子緩沖區，實際上內存還是共享的，數據發生改變，兩個緩沖區讀取的數據都會是改變后的。

總結

Buffer最重要的三個屬性：position、limit、capacity。牢記這三個屬性的含義及讀寫切換時，設置值是如何變化的，Buffer的核心知識點就掌握了。

原文鏈接

本文為云棲社區原創內容，未經允許不得轉載。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的阿里云 刷新缓存 java_【从入门到放弃-Java】并发编程-NIO-Buffer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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