???? 在上一篇中，我們介紹了NIO中的兩個核心對象：緩沖區(qū)和通道，在談到緩沖區(qū)時，我們說緩沖區(qū)對象本質(zhì)上是一個數(shù)組，但它其實是一個特殊的數(shù)組，緩沖區(qū)對象內(nèi)置了一些機制，能夠跟蹤和記錄緩沖區(qū)的狀態(tài)變化情況，如果我們使用get()方法從緩沖區(qū)獲取數(shù)據(jù)或者使用put()方法把數(shù)據(jù)寫入緩沖區(qū)，都會引起緩沖區(qū)狀態(tài)的變化。

在緩沖區(qū)中，最重要的屬性有下面三個，它們一起合作完成對緩沖區(qū)內(nèi)部狀態(tài)的變化跟蹤：

position：指定了下一個將要被寫入或者讀取的元素索引，它的值由get()/put()方法自動更新，在新創(chuàng)建一個Buffer對象時，position被初始化為0。

limit：指定還有多少數(shù)據(jù)需要取出(在從緩沖區(qū)寫入通道時)，或者還有多少空間可以放入數(shù)據(jù)(在從通道讀入緩沖區(qū)時)。

capacity：指定了可以存儲在緩沖區(qū)中的最大數(shù)據(jù)容量，實際上，它指定了底層數(shù)組的大小，或者至少是指定了準(zhǔn)許我們使用的底層數(shù)組的容量。

???? 以上四個屬性值之間有一些相對大小的關(guān)系：0 <= position <= limit <= capacity。如果我們創(chuàng)建一個新的容量大小為10的ByteBuffer對象，在初始化的時候，position設(shè)置為0，limit和 capacity被設(shè)置為10，在以后使用ByteBuffer對象過程中，capacity的值不會再發(fā)生變化，而其它兩個個將會隨著使用而變化。四個屬性值分別如圖所示：

???? 現(xiàn)在我們可以從通道中讀取一些數(shù)據(jù)到緩沖區(qū)中，注意從通道讀取數(shù)據(jù)，相當(dāng)于往緩沖區(qū)中寫入數(shù)據(jù)。如果讀取4個自己的數(shù)據(jù)，則此時position的值為4，即下一個將要被寫入的字節(jié)索引為4，而limit仍然是10，如下圖所示：?

下一步把讀取的數(shù)據(jù)寫入到輸出通道中，相當(dāng)于從緩沖區(qū)中讀取數(shù)據(jù)，在此之前，必須調(diào)用flip()方法，該方法將會完成兩件事情：

1. 把limit設(shè)置為當(dāng)前的position值
2. 把position設(shè)置為0

由于position被設(shè)置為0，所以可以保證在下一步輸出時讀取到的是緩沖區(qū)中的第一個字節(jié)，而limit被設(shè)置為當(dāng)前的position，可以保證讀取的數(shù)據(jù)正好是之前寫入到緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)，如下圖所示：

現(xiàn)在調(diào)用get()方法從緩沖區(qū)中讀取數(shù)據(jù)寫入到輸出通道，這會導(dǎo)致position的增加而limit保持不變，但position不會超過limit的值，所以在讀取我們之前寫入到緩沖區(qū)中的4個自己之后，position和limit的值都為4，如下圖所示：

在從緩沖區(qū)中讀取數(shù)據(jù)完畢后，limit的值仍然保持在我們調(diào)用flip()方法時的值，調(diào)用clear()方法能夠把所有的狀態(tài)變化設(shè)置為初始化時的值，如下圖所示：

下面用一段代碼來驗證這個過程，如下所示：?

package com.demo.nio;import java.io.FileInputStream; import java.nio.Buffer; import java.nio.ByteBuffer; import java.nio.channels.FileChannel;public class TestBuffer {public static void main(String[] args) throws Exception{FileInputStream fin = new FileInputStream("c:\\test.txt");FileChannel fc = fin.getChannel();ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(10);output("初始化",buffer);fc.read(buffer);output("調(diào)用read()", buffer);buffer.flip();output("調(diào)用flip()", buffer);while (buffer.remaining() > 0) {byte b = buffer.get();// System.out.print(((char)b)); }output("調(diào)用get()", buffer);buffer.clear();output("調(diào)用clear()", buffer);fin.close();}public static void output(String step, Buffer buffer) {System.out.println(step + " : ");System.out.print("capacity: " + buffer.capacity() + ", ");System.out.print("position: " + buffer.position() + ", ");System.out.println("limit: " + buffer.limit());System.out.println();}}

完成的輸出結(jié)果為：

緩沖區(qū)的分配

????? 在前面的幾個例子中，我們已經(jīng)看過了，在創(chuàng)建一個緩沖區(qū)對象時，會調(diào)用靜態(tài)方法allocate()來指定緩沖區(qū)的容量，其實調(diào)用 allocate()相當(dāng)于創(chuàng)建了一個指定大小的數(shù)組，并把它包裝為緩沖區(qū)對象。或者我們也可以直接將一個現(xiàn)有的數(shù)組，包裝為緩沖區(qū)對象，如下示例代碼所示：

public class BufferWrap {public void myMethod(){// 分配指定大小的緩沖區(qū)ByteBuffer buffer1 = ByteBuffer.allocate(10);// 包裝一個現(xiàn)有的數(shù)組byte array[] = new byte[10];ByteBuffer buffer2 = ByteBuffer.wrap( array );} }

緩沖區(qū)分片：

???? 在NIO中，除了可以分配或者包裝一個緩沖區(qū)對象外，還可以根據(jù)現(xiàn)有的緩沖區(qū)對象來創(chuàng)建一個子緩沖區(qū)，即在現(xiàn)有緩沖區(qū)上切出一片來作為一個新的緩沖區(qū)，但現(xiàn)有的緩沖區(qū)與創(chuàng)建的子緩沖區(qū)在底層數(shù)組層面上是數(shù)據(jù)共享的，也就是說，子緩沖區(qū)相當(dāng)于是現(xiàn)有緩沖區(qū)的一個視圖窗口。調(diào)用slice()方法可以創(chuàng)建一個子緩沖區(qū)，讓我們通過例子來看一下：

@Test public void testSliceBuffer(){ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(10);// 緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)0-9for (int i=0; i<buffer.capacity(); i++) {buffer.put( (byte)i );}// 創(chuàng)建子緩沖區(qū)buffer.position(3);buffer.limit(7);ByteBuffer slice = buffer.slice();// 改變子緩沖區(qū)的內(nèi)容for (int i=0; i<slice.capacity(); i++) {byte b = slice.get( i );b *= 10;slice.put( i, b );}buffer.position( 0 );buffer.limit( buffer.capacity() );while (buffer.remaining()>0) {System.out.println( buffer.get() );}System.out.print("\n"); }

在該示例中，分配了一個容量大小為10的緩沖區(qū)，并在其中放入了數(shù)據(jù)0-9，而在該緩沖區(qū)基礎(chǔ)之上又創(chuàng)建了一個子緩沖區(qū)，并改變子緩沖區(qū)中的內(nèi)容，從最后輸出的結(jié)果來看，只有子緩沖區(qū)“可見的”那部分?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)生了變化，并且說明子緩沖區(qū)與原緩沖區(qū)是數(shù)據(jù)共享的，輸出結(jié)果如下所示：

只讀緩沖區(qū)

????? 只讀緩沖區(qū)非常簡單，可以讀取它們，但是不能向它們寫入數(shù)據(jù)。可以通過調(diào)用緩沖區(qū)的asReadOnlyBuffer()方法，將任何常規(guī)緩沖區(qū)轉(zhuǎn) 換為只讀緩沖區(qū)，這個方法返回一個與原緩沖區(qū)完全相同的緩沖區(qū)，并與原緩沖區(qū)共享數(shù)據(jù)，只不過它是只讀的。如果原緩沖區(qū)的內(nèi)容發(fā)生了變化，只讀緩沖區(qū)的內(nèi)容也隨之發(fā)生變化：

@Test public void testReadOnlyBuffer(){ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate( 10 );// 緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)0-9for (int i=0; i<buffer.capacity(); ++i) {buffer.put( (byte)i );}// 創(chuàng)建只讀緩沖區(qū)ByteBuffer readonly = buffer.asReadOnlyBuffer();// 改變原緩沖區(qū)的內(nèi)容for (int i=0; i<buffer.capacity(); ++i) {byte b = buffer.get( i );b *= 10;buffer.put( i, b );}readonly.position(0);readonly.limit(buffer.capacity());// 只讀緩沖區(qū)的內(nèi)容也隨之改變while (readonly.remaining()>0) {System.out.println( readonly.get());}}

運行結(jié)果如下所示：

如果嘗試修改只讀緩沖區(qū)的內(nèi)容，則會報ReadOnlyBufferException異常。只讀緩沖區(qū)對于保護數(shù)據(jù)很有用。在將緩沖區(qū)傳遞給某個對象的方法時，無法知道這個方法是否會修改緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)。創(chuàng)建一個只讀的緩沖區(qū)可以保證該緩沖區(qū)不會被修改。只可以把常規(guī)緩沖區(qū)轉(zhuǎn)換為只讀緩沖區(qū)，而不能將只讀的緩沖區(qū)轉(zhuǎn)換為可寫的緩沖區(qū)。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java NIO3：缓冲区Buffer的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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