Netty-ByteBuf简析

　　Netty中ByteBuf的诞生，是因为jdk中的ByteBuffer类操作麻烦，并且存在局限性。

　　jdk NIO的ByteBuffer存在一下几点问题：

　　（1） ByteBuffer只维护一个标识位置的指针position,读和写都要手工维护指针位置，操作麻烦。

　　（2） ByteBuffer长度固定，一旦分配完成，就不能动态扩展，操作大于 ByteBuffer的对象，容易索引越界。

　　（3） ByteBuffer的API功能有限，一些高级操作需自己实现。

　　

　　针对以上的问题，ByteBuf的主要设计和工作原理：

　　（1）底层用的还是ByteBuffer，只是在此基础上做了封装和聚合，既能公用一些基础功能，也能基于此改进和扩展。

　　（2）ByteBuf维护两个位置指针，一个读，一个写，两个指针互不影响，读指针不会大于写指针。

　　（3）ByteBuf的动态扩容，原理就是封装一个write方法，里面每次写入时，校验是否到达最大容量，如果是则将数据copy一个新的缓冲区。（采用倍增和步进相结合的算法）

　　

　　ByteBuf的一些主要功能：

　　（1）基本的boolean，int，long等数据类型的读和写操作。

　　（2）discard bytes操作，可以将ByteBuf重用，避免扩容导致性能耗时。

　　（3）clear操作。将读指针和写指针置0，而不是清空数据。

　　（4）mark和reset操作。

　　（5）查找操作。如查找这个ByteBuf对象中的‘/r/n’字符。

　　 （6）derived bytes。

　　（7）转换成标准的ByteBuffer。

　　（8）随机读写操作。set和get，可以指定位置写和指定位置读，但是set不支持动态扩容。

 

　　

·　　ByteBuf源码分析：

　　(1) ByteBuf的子类继承体系：

　　

　　（2）ByteBuf有两个维度的分类：

　　　　　　按内存分：堆内存和直接内存。

　　　　　　按是否使用内存池分：池化和非池化。

　　　　举例：PooledHeapByteBuf，就是使用池化并且是使用堆内存的ByteBuf实例。

　　

　　（3）ByteBuf的内存池实现原理：

　　　　　　PoolArena是一个内存池的实现类。PoolArena由多个chunk组成，而每个chunk有一个或多个page。

　　　　　　chunk将多个page维护成树的结构：例如一个chunk的总大小为64，每个page的大小为4，每个节点存储的是内存地址，

　　　　　　　树采用深度优先遍历，但是节点选择是随机的

　　　　　　结构如下图：

 

　　　　　　

 　　　　　　

　　具体详细分析，请参看该博客的分析：https://blog.csdn.net/pentiumchen/article/details/45372625；

 

 

ByteBuf的相关辅助类：

　　ByteBufHolder：ByteBuf的容器，是一个抽象对象，供使用者继承扩展用于不同协议。

　　ByteBufAllocator：字节缓冲区分配器，可分配池化和非池化缓冲区。

　　CompositeByteBuf：允许将多个ByteBuf组成一个ByteBuf，例如一个ByteBuf是消息头，一个ByteBuf是消息体，那么可以使用该类将两者组合成一个ByteBuf。

　　ByteBufUtil:ByteBuf操作的工具类。