以我的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)開發(fā)人員第一次遇到j(luò)ava.nio.ByteBuffer時，會引起混亂和細(xì)微的錯誤，因?yàn)槿绾握_使用它尚不明顯。 在我對API文檔感到滿意之前，需要反復(fù)閱讀API文檔和一些經(jīng)驗(yàn)以實(shí)現(xiàn)一些微妙之處。 這篇文章是關(guān)于如何正確使用它們的短暫崩潰，希望可以為其他人節(jié)省一些麻煩。

由于所有這些都是基于推斷（而不是基于明確的文檔），并且是基于經(jīng)驗(yàn)，因此我不能斷言這些信息必定是權(quán)威的。 我歡迎您提出反饋意見，以指出錯誤或其他觀點(diǎn)。 我也歡迎提出其他陷阱/最佳做法的建議。

我確實(shí)假定讀者將閱讀與本文相關(guān)的API文檔。 我不會窮盡所有您可以使用ByteBuffer進(jìn)行的操作。

ByteBuffer抽象

可以將ByteBuffer看作提供了一些（未定義的）底層字節(jié)存儲的視圖 。 字節(jié)緩沖區(qū)的兩種最常見的具體類型是由字節(jié)數(shù)組支持的字節(jié)緩沖區(qū)和由直接（脫離堆，本機(jī)）字節(jié)緩沖區(qū)支持的字節(jié)緩沖區(qū)。 在兩種情況下，都可以使用相同的接口讀取和寫入緩沖區(qū)的內(nèi)容。

ByteBuffer的API的某些部分特定于某些類型的字節(jié)緩沖區(qū)。 例如，字節(jié)緩沖區(qū)可以是只讀的 ，將用法限制為方法的子集。 array（）方法僅適用于由字節(jié)數(shù)組支持的字節(jié)緩沖區(qū)（可以使用hasArray（）進(jìn)行測試），并且通常僅在完全知道自己在做什么的情況下使用 。 一個常見的錯誤是使用array（）將ByteBuffer“轉(zhuǎn)換”為字節(jié)數(shù)組。 這不僅僅適用于字節(jié)數(shù)組支持的緩沖區(qū)，而且很容易成為錯誤的來源，因?yàn)楦鶕?jù)緩沖區(qū)的創(chuàng)建方式，返回數(shù)組的開頭可能與字節(jié)緩沖區(qū)的開頭相對應(yīng)， 也可能不對應(yīng)。 結(jié)果往往是一個細(xì)微的錯誤，其中代碼的行為根據(jù)字節(jié)緩沖區(qū)和創(chuàng)建它的代碼的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)而有所不同。

ByteBuffer可以通過調(diào)用repeat（）復(fù)制自身。 這實(shí)際上并不復(fù)制基礎(chǔ)字節(jié) ，而只是創(chuàng)建一個指向相同基礎(chǔ)存儲的新ByteBuffer實(shí)例。 可以使用slice（）創(chuàng)建表示另一個ByteBuffer的子集的ByteBuffer。

與字節(jié)數(shù)組的主要區(qū)別

• ByteBuffer具有關(guān)于hashCode（） / equals（）的值語義，因此可以更方便地在容器中使用。
• ByteBuffer通過實(shí)例化新的ByteBuffer，提供了將字節(jié)緩沖區(qū)的子集作為值傳遞而不復(fù)制字節(jié)的功能。
• NIO API大量使用了ByteBuffer：s。
• ByteBuffer中的字節(jié)可能駐留在Java堆之外。
• ByteBuffer的狀態(tài)超出了字節(jié)本身，這有利于進(jìn)行相對的I / O操作（但有一些警告，請參見下文）。
• ByteBuffer提供了用于讀取和寫入各種原始類型（如整數(shù)和long）的方法（并且可以按不同的字節(jié)順序進(jìn)行操作）。

ByteBuffer的關(guān)鍵屬性

ByteBuffer的以下三個屬性至關(guān)重要（我在每個屬性上引用了API文檔）：

• 緩沖區(qū)的容量是它包含的元素數(shù)量。 緩沖區(qū)的容量永遠(yuǎn)不會為負(fù)，也不會改變。
• 緩沖區(qū)的限制是不應(yīng)讀取或?qū)懭氲牡谝粋€元素的索引。 緩沖區(qū)的限制永遠(yuǎn)不會為負(fù)，也永遠(yuǎn)不會大于緩沖區(qū)的容量。
• 緩沖區(qū)的位置是下一個要讀取或?qū)懭氲脑氐乃饕?緩沖區(qū)的位置永遠(yuǎn)不會為負(fù)，也不會大于其限制。

這是一個示例ByteBuffer的可視化示例，在示例中，ByteBuffer由字節(jié)數(shù)組支持，并且ByteBuffer的值是單詞“ test”（單擊以放大）：

該ByteBuffer等于（在equals（）的意義上） 等于其在[ position ， limit ）之間內(nèi)容相同的任何其他ByteBuffer。

假設(shè)上面顯示的字節(jié)緩沖區(qū)是bb ，我們這樣做：

final ByteBuffer other = bb.duplicate(); other.position(bb.position() + 4);

現(xiàn)在，我們將有兩個ByteBuffer實(shí)例都引用相同的基礎(chǔ)字節(jié)數(shù)組，但是它們的內(nèi)容將有所不同（ 其他將為空）：

字節(jié)緩沖區(qū)的緩沖區(qū)/流對偶

有兩種訪問字節(jié)緩沖區(qū)內(nèi)容的方法- 絕對訪問和相對訪問。 例如，假設(shè)我有一個ByteBuffer，我知道它包含兩個整數(shù)。 為了使用絕對定位提取整數(shù)，可以這樣做：

int first = bb.getInt(0) int second = bb.getInt(4)

或者，可以使用相對定位提取它們：

int first = bb.getInt(); int second = bb.getInt();

第二種選擇通常很方便，但是以對緩沖區(qū)產(chǎn)生副作用 （即更改它）為代價。 不是內(nèi)容本身，而是ByteBuffers視圖可以查看該內(nèi)容。

這樣，如果將ByteBuffer用作流，則其行為類似于流。

最佳做法和陷阱

flip（）緩沖區(qū)

如果要通過重復(fù)寫入來構(gòu)建ByteBuffer，然后想將其贈送，則必須記住將它翻轉(zhuǎn)（） 。 例如，這是一種將字節(jié)數(shù)組復(fù)制到ByteBuffer的方法，并假設(shè)使用默認(rèn)編碼（請注意，此處使用的ByteBuffer.wrap（）創(chuàng)建一個包裝指定字節(jié)數(shù)組的ByteBuffer，而不是復(fù)制其中的內(nèi)容放入新的ByteBuffer中）：

public static ByteBuffer fromByteArray(byte[] bytes) {final ByteBuffer ret = ByteBuffer.wrap(new byte[bytes.length]);ret.put(bytes);ret.flip();return ret; }

如果我們不翻轉(zhuǎn)它，則返回的ByteBuffer 將為空，因?yàn)樵撐恢玫扔趌imit 。

不要消耗緩沖區(qū)

除非特別打算這樣做，否則在讀取字節(jié)緩沖區(qū)時請注意不要“消耗”它。 例如，考慮采用默認(rèn)編碼方式，將ByteBuffer轉(zhuǎn)換為String的此方法：

public static String toString(ByteBuffer bb) {final byte[] bytes = new byte[bb.remaining()];bb.duplicate().get(bytes);return new String(bytes); }

不幸的是，沒有提供進(jìn)行字節(jié)數(shù)組的絕對定位讀取的方法（但確實(shí)存在用于基元的絕對定位讀取）。

注意在讀取字節(jié)時使用了plicate（） 。 如果我們不這樣做，該函數(shù)將對輸入ByteBuffer產(chǎn)生副作用 。 這樣做的代價是僅為了一次調(diào)用get（）的目的就額外分配了一個新的ByteBuffer。 您可以在get（）之前記錄ByteBuffer的位置，然后再將其還原，但這存在線程安全性問題（請參閱下一節(jié)）。

值得注意的是，這僅在您嘗試將ByteBuffer：s視為值時適用。 如果您正在編寫旨在對ByteBuffer產(chǎn)生副作用的代碼，將它們更像流一樣對待，那么您當(dāng)然打算這樣做，并且本節(jié)不適用。

不要改變緩沖區(qū)

在不是特定于特定用例的通用代碼的情況下，（在我看來）對于執(zhí)行（抽象）只讀操作（例如讀取字節(jié)緩沖區(qū)）的方法來說是一種好習(xí)慣。 ，不更改其輸入。 這是比“不要消耗ByteByffer”更強(qiáng)的要求。 以上一節(jié)中的示例為例，但嘗試避免額外分配ByteBuffer：

public static String toString(ByteBuffer bb) {final byte[] bytes = new byte[bb.remaining()];bb.mark(); // NOT RECOMMENDED, don't do thisbb.get(bytes);bb.reset(); // NOT RECOMMENDED, don't do thisreturn new String(bytes); }

在這種情況下，我們在調(diào)用get（）之前記錄ByteBuffer的狀態(tài)，然后再進(jìn)行恢復(fù)（請參閱API文檔中的mark（）和reset（） ）。 這種方法有兩個問題。 第一個問題是上面的函數(shù)沒有組成 。 一個ByteBuffer僅具有一個“標(biāo)記”，并且您的（非常通用，不具有上下文意識） toString（）方法不能安全地假定調(diào)用者并未出于自身目的嘗試使用mark（）和reset（） 。 例如，假設(shè)以下調(diào)用者正在反序列化一個長度為前綴的字符串：

bb.mark(); int length = bb.getInt(); ... sanity check length final String str = ByteBufferUtils.toString(bb); ... do something bb.reset(); // OOPS - reset() will now point 4 bytes off, because toString() modified the mark

（順便說一句，這是一個非常人為且奇怪的示例，因?yàn)槲野l(fā)現(xiàn)很難提出一個使用mark（） / reset（）的實(shí)際代碼示例，該代碼通常在處理流中的緩沖區(qū)時使用，像派系一樣，也感覺需要在所述緩沖區(qū)的其余部分上調(diào)用toString（） 。我很想聽聽人們在這里提出了什么解決方案。例如，可以想象一個清晰的代碼庫中的策略在類似于toString（）的面向值的上下文中允許mark（） / reset（） –但是即使您這樣做了（它可能會無意中違反了它的味道），您仍然會遭受后面提到的突變問題。）

讓我們看一下避免這種問題的toString（）的替代版本：

public static String toString(ByteBuffer bb) {final byte[] bytes = new byte[bb.remaining()];bb.get(bytes);bb.position(bb.position() - bytes.length); // NOT RECOMMENDED, don't do thisreturn new String(bytes); }

在這種情況下，我們不修改標(biāo)記，因此我們進(jìn)行撰寫。 但是，我們?nèi)匀恢铝τ诟淖冚斎氲摹白镄小薄?在多線程情況下，這是一個問題。 除非抽象隱含了該內(nèi)容（例如，使用流或以類似流的方式使用ByteBuffer時），否則您不希望閱讀暗示其變化的內(nèi)容。 如果要傳遞的ByteBuffer視為一個值，將其放入容器中，共享它們，等等–除非保證兩個線程永遠(yuǎn)不會同時使用同一個ByteBuffer，否則對它們進(jìn)行突變將引入細(xì)微的錯誤。 通常，此類錯誤的結(jié)果是奇怪的值損壞或意外的BufferOverFlowException：s。

不受此影響的版本出現(xiàn)在上面的“不要使用緩沖區(qū)”部分，該部分使用duplicate（）構(gòu)造一個臨時的ByteBuffer實(shí)例，可以在其上安全調(diào)用get（） 。

compareTo（）受字節(jié)簽名的約束

Java中的字節(jié)是有符號的 ，這與通常期望的相反。 但是，容易錯過的是，這也會影響B(tài)yteBuffer.compareTo（） 。 該方法的Java API文檔顯示為：

“通過按字典順序比較剩余字節(jié)的序列來比較兩個字節(jié)緩沖區(qū)，而不考慮每個序列在其相應(yīng)緩沖區(qū)中的開始位置?！?

快速閱讀可能會使人相信結(jié)果通常是您期望的，但是當(dāng)然，鑒于Java中字節(jié)的定義，情況并非如此。 結(jié)果是，包含最高位設(shè)置的值的字節(jié)緩沖區(qū)的順序?qū)⑴c您期望的有所不同。

Google出色的Guava庫具有UnsignedBytes幫助器 ，可減輕您的痛苦。

array（）通常是使用錯誤的方法

通常，不要隨便使用array（） 。 為了正確使用它，您要么必須知道字節(jié)緩沖區(qū)是數(shù)組支持的事實(shí) ，要么必須使用 hasArray（） 對其進(jìn)行測試，并且在兩種情況下都有兩個單獨(dú)的代碼路徑。 此外，在使用它時， 必須使用arrayOffset（）以確定ByteBuffer的第零個位置與字節(jié)數(shù)組相對應(yīng)。

在典型的應(yīng)用程序代碼中，除非您真的知道自己在做什么并且特別需要它，否則您將不會使用array（） 。 也就是說，在某些情況下它很有用。 例如，假設(shè)您實(shí)現(xiàn)的是UnsignedBytes.compare（）的ByteBuffer版本（同樣來自Guava ）–您可能希望優(yōu)化其中一個或兩個參數(shù)都支持?jǐn)?shù)組的情況，以避免不必要的復(fù)制和頻繁調(diào)用。緩沖區(qū)。 對于這種通用且可能大量使用的方法，這種優(yōu)化是有意義的。

參考： Java ByteBuffer –我們的JCG合作伙伴 Peter Schuller在（mod：world：scode）博客上的速成班 。

翻譯自: https://www.javacodegeeks.com/2012/12/the-java-bytebuffer-a-crash-course.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java ByteBuffer –速成课程的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。