Java NIO - Buffer 基础 -1

Java NIO使用了操作系统层对对非阻塞IO的支持。不再是基于Stream的数据传输，而是基于Buffer的数据传输。NIO最大的改变有：非阻塞IO，可以减少线程数量；Buffer传输数据机制，这个应该是为了迎合底层实现，提高效率；同样也是因为使用了底层直接的IO API，所以IO的效率也提高了。

Buffer作为数据的载体，Java NIO中为每种基本数据类型（boolean除外）都提供了一种Buffer实现。使用最多的还是ByteBuffer。下面的Buffer即可能指代Buffer，也可能指代ByteBuffer。

Buffer的创建有几种方式，可以把一个byte数组包装成一个Buffer；可以直接new一个buffer，指定buffer的capacity；也可以调用allocate方法，创建一个direct buffer。

无论通过何种方式创建出来的buffer，在实际使用的时候都可以看作一样的。

buffer有几个变量时不得不谈的： 0<=mark<=position<=limit<=capacity。

mark的值是用来暂时保存position值的，这个在buffer的某些方法中会用到。

position是指向下一个将要被读出的元素或者写入下一个元素的位置。

limit是最后一个有效元素的位置。只对读数据有效。

capacity是buffer的最大容量，写操作的时候不能超过此索引值。buffer一旦创建，这个值就不再可以更改。

buffer的读写操作，都是操作数组上的值和这几个变量。

首先说写操作。

在写操作之前，如果确定buffer中的数据已经没用了，可以调用clear方法先。这个方法会将mark变量设为-1，position为0，limit为capacity。可以看出，这是清空了buffer，做好了写入数据的准备。

写入数据是通过put方法，可以每次put一个元素，也可以每次put一个数组。put一个数组的参数是(arr, offsite, len)。这个很直接，没啥好说的。

每次调用put方法之后，position变量都会增加put进去元素的个数。也就是说，position变量始终是指向下一个空白的位置，等待新的元素写入。如果在position到达capacity后还尝试放入元素，则会抛出BufferOverflowException。

然后是读取操作。

当写入完毕后，下一步就应该是对buffer进行读取操作了。在读取之前，必须调用flip方法完成读写的转换。

调用flip后，limit=position, position=0，mark=-1；可以看到，这已经为读取做好了准备：程序可以从position开始读。读取使用get方法，每次读取一个元素，position就会加1，直到limit结束。这时候，limit=position。当然，读取的时候也可以一次读取多个，只要传入一个数组就可以了。这个和put方法一样。需要注意的是，如果指明的需要读取的元素多于还剩余的元素个数，则会抛出BufferUnderflowException。

除了基本的读写操作，还有一些别的方法值得记住。

rewind：写入数据的时候，Channel中如果有足够的数据，则会尽量填满position到limit。 如果调用clear方法，limit将会被设置为capacity，如果想读取指定长度的数据，而不是填满整个buffer，则可以先设置好limit的值，然后调用rewind方法。这个方法会将position置0，mark设置为-1，但是不会改变limit的值。

compact：写入数据的时候，如果接收方没有完全接受数据，也就是说，调用完write(buffer)之后，position<limit，这时候，如果调用clear方法继续读取数据，则会丢失部分没有写入的数据。对于这种情况，可以调用compact方法，它会将位于position和limit之间的数据挪到开头（从0开始也就是），然后设置position的值为limit-position，limit设置为capacity。这样就可以继续用这个buffer来读取数据了。

reset：Buffer还有一个变量叫做mark，这个值介于0和position之间，可以认为是程序在get数据的时候，发现一个特殊的位置，用mark来标记住。然后继续读取数据。如果想把position设置为mark，就可以调用reset方法。这个方法只改变position的值。注意，很多方法都会将mark置为-1，也就是不可用，比如clear，flip，rewind，（按说compact应该也需要，但是没有，不知道为什么），这时候调用reset就会抛异常。

clear，put，flip，get，还有compact，rewind以及clear。这些算是操作buffer的基本操作吧。