JAVA NIO之Buffer

Buffer就是一个数据存储器。数据可以存储在其中并在之后用于检索。

在Buffer的源码中可以看到：

?

// Invariants: mark <= position <= limit <= capacity

private int mark = -1;

private int position = 0;

private int limit;

private int capacity;

这四个就是缓冲区的重要属性。

容量（Capacity）：缓冲区能够容纳的数据元素的最大数量。这一容量在缓冲区创建时被设定，并且永远不能被改变。

上界（Limit）：缓冲区的第一个不能被读或写的元素。或者说，limit后既不可读也不可写。 

位置（Position）：下一个要被读或写的元素的索引。位置会自动由相应的 get( )和 put( )函数更新。

标记（Mark）：一个备忘位置。调用 mark( )来设定 mark = postion。调用 reset( )设定 position =mark。标记在设定前是未定义的(undefined)。

Buffer类的api方法：

除了boolean其他基本类型都有相应的buffer。常用的为CharBuffer、ByteBuffer。下面是一个简化的类图。

下面我们就来实际操作buffer，以CharBuffer为例。

1.创建一个CharBuffer

?

CharBuffer charBuffer = CharBuffer.allocate(10);

System.out.println("容量capacity="+charBuffer.capacity()+" 界限limit="+charBuffer.limit()+" 位置position="+charBuffer.position());

输出：容量capacity=10 界限limit=10 位置position=0，关系如下如图

 

2.向上面的buffer添加四个元素。

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charBuffer.put("q");

charBuffer.put("w");

charBuffer.put("e");

charBuffer.put("r");

//加入四个元素 输出：界限limit=10 位置position=4

System.out.println("加入四个元素 界限limit="+charBuffer.limit()+" 位置position="+charBuffer.position());

 输出：加入四个元素 界限limit=10 位置position=4，关系如下图　　

3.调用flip()方法，Buffer从写模式切换到读模式,将limit设置为position，position设为0。

?

charBuffer.flip();

//输出：界限limit=4 位置position=0

System.out.println("flip()后：界限limit="+charBuffer.limit()+" 位置position="+charBuffer.position());

　　输出：flip()后 ：界限limit=4 位置position=0，关系如下图

4.此时buffer为可读，我们从中读取数据。

?

//取出第一个元素

System.out.println("相对取出一个元素get():"+charBuffer.get());

//界限limit=4 位置position=1

System.out.println("相对取出一个元素get()后: 界限limit="+charBuffer.limit()+" 位置position="+charBuffer.position());

　　输出：相对取出一个元素get()后: 界限limit=4 位置position=1，关系如下图。

 

 

5.调用clear()让buffer回到写模式，clear()将limit变为capacity,position=0,上面添加的数据依然存在buffer中。

?

//clear()将limit变为capacity,position=0,数据依然存在

charBuffer.clear();

//界限limit=10 位置position=0

System.out.println("clear()后：界限limit="+charBuffer.limit()+" 位置position="+charBuffer.position());

　　输出：clear()后：界限limit=10 位置position=0，关系如下图，和初始时相似，但现在buffer里有数据。

　　

　　6.根据索引绝对访问get(x),取值不会影响position

?

//get(3)根据索引取值不会影响position

System.out.println("根据索引绝对访问get(1)="+charBuffer.get(3));

System.out.println("根据索引绝对访问get(1)后： 界限limit="+charBuffer.limit()+" 位置position="+charBuffer.position());

　　输出：根据索引绝对访问get(1)=r；根据索引绝对访问get(1)后： 界限limit=10 位置position=0

 

　　7.buffer的释放。释放有两种方式：
       a.)

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CharBuffer buffer1 = CharBuffer.allocate(8);

buffer1.put("a");

buffer1.put("b");

buffer1.put("c");

buffer1.flip();

//释放1，布尔函数 hasRemaining()会在释放缓冲区时判断是否已经达到缓冲区的上界

char[] receive1 = new char[32];

for(int i = 0;buffer1.hasRemaining();i++){

    receive1[i] =buffer1.get();

    System.out.println("释放1 hasRemaining：receive["+i+"]="+receive1[i]);

}

　　b.)

?

CharBuffer buffer2 = CharBuffer.allocate(8);

buffer2.put("1");

buffer2.put("2");

buffer2.put("3");

buffer2.flip();

//释放2，remaining()函数：从当前位置到上界还剩余的元素数目

int count = buffer2.remaining();

char[] receive2 = new char[32];

for (int i=0;i<count;i++){

    receive2[i] =buffer2.get();

    System.out.println("释放2 remaining：receive["+i+"]="+receive2[i]);

}

　　8.批量移动，上面说的方式移动数据效率不高，NIO的buffer还提供了更加高效的方式。

?

package com.nio.java;

 

import java.nio.CharBuffer;

 

/**

 * 批量移动数据

 * @author monkjavaer

 * @date 2018/10/16 15:29

 */

public class BufferTest2 {

 

    public static void main(String[] args) {

        CharBuffer charBuffer = CharBuffer.allocate(10);

        System.out.println("容量capacity="+charBuffer.capacity()+" 界限limit="+charBuffer.limit()+" 位置position="+charBuffer.position());

        charBuffer.put("q");

        charBuffer.put("w");

        charBuffer.put("e");

        charBuffer.put("r");

        charBuffer.put("t");

        charBuffer.flip();

 

        ////buffer.get(smallArray);等价于：buffer.get(smallArray,0,smallArray.length);

        //如果数组比较小不能装下待处理的数据，就需要指定长度，否则buffer.get(smallArray)会抛出java.nio.BufferUnderflowException

        char [] smallArray = new char [2];

        while (charBuffer.hasRemaining( )) {

            int length = Math.min (charBuffer.remaining( ), smallArray.length);

            System.out.println("length="+length);

            charBuffer.get (smallArray, 0, length);

            processData(smallArray,length);

        }

    }

     

    /**

     * 处理数据

     * @param smallArray

     * @param length 数组中有多少待处理数据

     */

    public static void processData(char [] smallArray,int length){

        System.out.println("===processData====");

        for (int j =0 ;j<length;j++) {

            System.out.println("smallArray["+j+"]="+smallArray[j]);

        }

    }

}