NIO--缓冲区（Buffer）

分手后的思念是犯贱 2021-08-26 21:45 531阅读 0赞

### 缓冲区（Buffer） ###

Buffer 就像一个数组，可以保存多个相同类型的数据。

根据数据类型不同(boolean 除外) ，有以下 Buffer 常用子类:

*  ByteBuffer
 *  CharBuffer
 *  ShortBuffer
 *  IntBuffer
 *  LongBuffer
 *  FloatBuffer
 *  DoubleBuffer

上述 Buffer 类 他们都采用相似的方法进行管理数据，只是各自 管理的数据类型不同而已。都是通过如下方法获取一个 Buffer  
对象:

static XxxBuffer allocate(int capacity) : 创建一个容量为 capacity 的 XxxBuffer 对象

### 缓冲区的基本属性 ###

*  **容量 (capacity) :**  
    表示 Buffer 最大数据容量，缓冲区容量不能为负，并且创  
    建后不能更改。
 *  **限制 (limit):**  
    第一个不应该读取或写入的数据的索引，即位于 limit 后的数据 不可读写。缓冲区的限制不能为负，并且不能大于其容量。
 *  **位置 (position):**  
    下一个要读取或写入的数据的索引。缓冲区的位置不能为 负，并且不能大于其限制
 *  **标记 (mark)与重置 (reset):**  
    标记是一个索引，通过 Buffer 中的 mark() 方法 指定 Buffer 中一个特定的 position，之后可以通过调用 reset() 方法恢复到这 个 position.

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NvbGRfX19wbGF5_size_16_color_FFFFFF_t_70]

### Buffer的常用方法 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NvbGRfX19wbGF5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

### 缓冲区的数据操作 ###

Buffer 所有子类提供了两个用于数据操作的方法:get() 与 put() 方法：

*  **获取 Buffer 中的数据：**
    
     *  get() :读取单个字节
     *  get(byte\[\] dst):批量读取多个字节到 dst 中
     *  get(int index):读取指定索引位置的字节(不会移动 position)
 *  **放入数据到 Buffer 中：**
    
     *  put(byte b):将给定单个字节写入缓冲区的当前位置
     *  put(byte\[\] src):将 src 中的字节写入缓冲区的当前位置
     *  put(int index, byte b):将指定字节写入缓冲区的索引位置(不会移动 position)

### 直接与非直接缓冲区 ###

*  字节缓冲区要么是直接的，要么是非直接的。如果为直接字节缓冲区，则Java虚拟机会尽最大努力直接在 此缓冲区上执行本机 I/O 操作。也就是说，在每次调用基础操作系统的一个本机 I/O 操作之前(或之后)， 虚拟机都会尽量避免将缓冲区的内容复制到中间缓冲区中(或从中间缓冲区中复制内容)。
 *  直接字节缓冲区可以通过调用此类的**allocateDirect()工厂方法**来创建。此方法返回的**缓冲区进行分配和取消 分配所需成本通常高于非直接缓冲区**。直接缓冲区的内容可以驻留在常规的垃圾回收堆之外，因此，它们对 应用程序的内存需求量造成的影响可能并不明显。所以，建议将直接缓冲区主要分配给那些易受基础系统的 本机 I/O 操作影响的大型、持久的缓冲区。一般情况下，最好仅在直接缓冲区能在程序性能方面带来明显好 处时分配它们。
 *  直接字节缓冲区还可以通过**FileChannel的map()** 方法将文件区域直接映射到内存中来创建。该方法返回 **MappedByteBuffer** 。Java 平台的实现有助于通过 JNI 从本机代码创建直接字节缓冲区。如果以上这些缓冲区 中的某个缓冲区实例指的是不可访问的内存区域，则试图访问该区域不会更改该缓冲区的内容，并且将会在 访问期间或稍后的某个时间导致抛出不确定的异常。
 *  字节缓冲区是直接缓冲区还是非直接缓冲区可通过调用其**isDirect()** 方法来确定。提供此方法是为了能够在 性能关键型代码中执行显式缓冲区管理。

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### 测试 ###

package com.atguigu.nio;
    
    import java.nio.ByteBuffer;
    
    import org.junit.Test;
    
    /* * 一、缓冲区（Buffer）：在 Java NIO 中负责数据的存取。缓冲区就是数组。用于存储不同数据类型的数据 * * 根据数据类型不同（boolean 除外），提供了相应类型的缓冲区： * ByteBuffer * CharBuffer * ShortBuffer * IntBuffer * LongBuffer * FloatBuffer * DoubleBuffer * * 上述缓冲区的管理方式几乎一致，通过 allocate() 获取缓冲区 * * 二、缓冲区存取数据的两个核心方法： * put() : 存入数据到缓冲区中 * get() : 获取缓冲区中的数据 * * 三、缓冲区中的四个核心属性： * capacity : 容量，表示缓冲区中最大存储数据的容量。一旦声明不能改变。 * limit : 界限，表示缓冲区中可以操作数据的大小。（limit 后数据不能进行读写） * position : 位置，表示缓冲区中正在操作数据的位置。 * * mark : 标记，表示记录当前 position 的位置。可以通过 reset() 恢复到 mark 的位置 * * 0 <= mark <= position <= limit <= capacity * * 四、直接缓冲区与非直接缓冲区： * 非直接缓冲区：通过 allocate() 方法分配缓冲区，将缓冲区建立在 JVM 的内存中 * 直接缓冲区：通过 allocateDirect() 方法分配直接缓冲区，将缓冲区建立在物理内存中。可以提高效率 */
    public class TestBuffer { 
    	
    	@Test
    	public void test3(){ 
    		//分配直接缓冲区
    		ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocateDirect(1024);
    		
    		System.out.println(buf.isDirect());
    	}
    	
    	@Test
    	public void test2(){ 
    		String str = "abcde";
    		
    		ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
    		
    		buf.put(str.getBytes());
    		
    		buf.flip();
    		
    		byte[] dst = new byte[buf.limit()];
    		buf.get(dst, 0, 2);
    		System.out.println(new String(dst, 0, 2));
    		System.out.println(buf.position());
    		
    		//mark() : 标记
    		buf.mark();
    		
    		buf.get(dst, 2, 2);
    		System.out.println(new String(dst, 2, 2));
    		System.out.println(buf.position());
    		
    		//reset() : 恢复到 mark 的位置
    		buf.reset();
    		System.out.println(buf.position());
    		
    		//判断缓冲区中是否还有剩余数据
    		if(buf.hasRemaining()){ 
    			
    			//获取缓冲区中可以操作的数量
    			System.out.println(buf.remaining());
    		}
    	}
    	
    	@Test
    	public void test1(){ 
    		String str = "abcde";
    		
    		//1. 分配一个指定大小的缓冲区
    		ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
    		
    		System.out.println("-----------------allocate()----------------");
    		System.out.println(buf.position());
    		System.out.println(buf.limit());
    		System.out.println(buf.capacity());
    		
    		//2. 利用 put() 存入数据到缓冲区中
    		buf.put(str.getBytes());
    		
    		System.out.println("-----------------put()----------------");
    		System.out.println(buf.position());
    		System.out.println(buf.limit());
    		System.out.println(buf.capacity());
    		
    		//3. 切换读取数据模式
    		buf.flip();
    		
    		System.out.println("-----------------flip()----------------");
    		System.out.println(buf.position());
    		System.out.println(buf.limit());
    		System.out.println(buf.capacity());
    		
    		//4. 利用 get() 读取缓冲区中的数据
    		byte[] dst = new byte[buf.limit()];
    		buf.get(dst);
    		System.out.println(new String(dst, 0, dst.length));
    		
    		System.out.println("-----------------get()----------------");
    		System.out.println(buf.position());
    		System.out.println(buf.limit());
    		System.out.println(buf.capacity());
    		
    		//5. rewind() : 可重复读
    		buf.rewind();
    		
    		System.out.println("-----------------rewind()----------------");
    		System.out.println(buf.position());
    		System.out.println(buf.limit());
    		System.out.println(buf.capacity());
    		
    		//6. clear() : 清空缓冲区. 但是缓冲区中的数据依然存在，但是处于“被遗忘”状态
    		buf.clear();
    		
    		System.out.println("-----------------clear()----------------");
    		System.out.println(buf.position());
    		System.out.println(buf.limit());
    		System.out.println(buf.capacity());
    		
    		System.out.println((char)buf.get());
    		
    	}
    
    }

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