netty轻松入门（四）—— 数据容器ByteBuf

た入场券 2022-12-25 01:44 174阅读 0赞

数据在网络中是以二进制形式传输的，在java中我们使用字节数组来表示。

在使用netty开发时，你会发现netty使用ByteBuf将字节数组包装起来，ByteBuf是netty中的数据容器，一切针对数据的操作以ByteBuf为基础

JDK中也有字节数组的容器类ByteBuffer。但ByteBuffer有一些缺陷：

1.  无法支持同时读写数据，从读切换到写，或从写切换到读时，需要手动调用flip()方法重置一下。
2.  字节数组长度固定，无法扩容

因此netty才开发了ByteBuf，弥补了ByteBuffer的缺陷

ByteBuf主要有以下几个关键属性：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>属性</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>capacity</td> 
   <td>字节数组的长度</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>maxCapacity</td> 
   <td>字节数组最多可扩展的长度</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>readerIndex</td> 
   <td>读指针，表示当前已经读到数组的哪个位置</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>writerIndex</td> 
   <td>写指针，表示当前已经写到数组的哪个位置</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>readableBytes</td> 
   <td>可读字节数 = writerIndex - readerIndex</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>writableBytes</td> 
   <td>可写字节数 = capacity - writerIndex</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## ByteBuf初始化 ##

常用的ByteBuf初始化方法：

// 初始化一个capacity为10的ByteBuf
     ByteBuf byteBuf = Unpooled.buffer(10);
     
    // 通过字符串初始化ByteBuf
    ByteBuf byteBuf2 = Unpooled.copiedBuffer("hello world", CharsetUtil.UTF_8);
    
    // 使用ByteBufAllocator
    Channel channel = ...;
    ByteBufAllocator allocator = channel.alloc();
    ByteBuf byteBuf3 = allocator.buffer();
    
    ChannelHandlerContext ctx = ...;
    ByteBufAllocator allocator2 = ctx.alloc();
    ByteBuf byteBuf4 = allocator2.buffer();

## ByteBuf的写流程 ##

ByteBuf内部是一个字节数组，writerIndex初始值是0，当调用`byteBuf.writeByte` 写入一个字节时，writerIndex加一，表示已经写到数组下标为1的位置。写入n个字节writerIndex就会增加n

如下图

初始状态：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTA4Mzc2MTI_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
写入5个字节：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTA4Mzc2MTI_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
当writerIndex等于capacity时，ByteBuf将自动扩容，最多扩容到maxCapacity

## ByteBuf的读流程 ##

和writerIndex类似的，readerIndex表示已经读到的位置，每次调用`readByte()` 读一个字节，readerIndex就会加1，读n个字节就是增加n，如下图，读了2个字节：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTA4Mzc2MTI_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
此时:

1.  可读字节数为 writerIndex - readerIndex = 3
2.  可写字节数为 capacity - writerIndex = 5

如下图：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTA4Mzc2MTI_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTA4Mzc2MTI_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221120/39ebbe8f2e1b41b2a79c904f26f81f6b.png
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