Java NIO(二)-Buffer[译]
Java NIO Buffer
- Java NIO buffer用于与NIO channel交互。数据从channel读入buffer，从buffer写入到channel。
- 一个buffer本质上是一块可以写入数据的内存区，可以异步读取。这块内存区包装了NIO buffer的对象，NIO buffer对象封装了一组便于操作这块内存区的方法。
简单的Buffer使用
- 使用buffer读写数据支持下面四个步骤：
- 数据写入buffer
- 调用buffer.flip()
- 数据从buffer中读取出来
- 调用 buffer.clear() 或者是 buffer.compact()
当你写数据到一个buffer,buffer跟踪你写了多少数据。一旦你需要读取数据,你需要调用flip()方法，切换buffer的写模式为读模式。在读模式中buffer允许你读取所有的数据写入buffer。
一旦你读了所有的数据,你需要明确的buffer,让它准备好再次写入。你可以在两个方法:通过调用clear()或通过调用compact()。clear()方法清除整个buffer。compact()方法只是清除你已经读过数据。任何未读数据被移到buffer的头部,数据不会写入未读数据的尾部。
demo:
RandomAccessFile aFile = new RandomAccessFile("data/nio-data.txt", "rw");
FileChannel inChannel = aFile.getChannel();
//创建48个字节的buffer
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
int bytesRead = inChannel.read(buf); //read into buffer.
while (bytesRead != -1) {
//将buffer切换到读模式
buf.flip();
while(buf.hasRemaining()){
System.out.print((char) buf.get()); //每次读取1字节
}
//将buffer切换到写模式
buf.clear();
bytesRead = inChannel.read(buf);
}
aFile.close();buffer容量、位置和限制
- 一个buffer本质上是一块可以写入数据的内存区，可以异步读取。这块内存区包装了NIO buffer的对象，NIO buffer对象封装了一组便于操作这块内存区的方法。
- 为了了解buffer的工作原理，你需要熟悉三个buffer的三个属性：
- capacity
- position
- limit
position和limit属性取决于buffer是读还是写的模式，容量始终是确定的，跟读写的模式无关。图例：
容量(capacity)
- 作为一个内存块,一个buffer有一定的固定大小,也叫它“容量”。你只能写入指定容量的写入byte,long，char等类型到buffer中。一旦buffer满了,你需要在你能往buffer中写入更多的数据之前清空它(读取数据,或clear它)。
位点(position)
- 数据写入buffer的时候,需要指定一个特定的位置。初始的位置为0。当往buffer中写入byte,long等类型的数据时，buffer会提前指向下一个可以插入数据的位点。最大的位点可以变成最大容量(capacity)- 1。
- 从buffer中，你也可以从给定的位点中读取数据。当你通过flip方法将buffer从写模式切换到读模式的时候，位点将会充值为0。从buffer中读取数据的时候，会先从当前位点读取数据，然后position会指向下一个位点读取。
限度(limit)
- 在写模式中的限度是指你能往buffer中写入多少数据。在写的模式中，限度就等于buffer的容量。
- 当将buffer切换到读模式后，限度表示你能读取到多少的数据量。因此，当切换buffer到读模式，限度是所有写模式的所有写入位点的集合。换言之，写入了多少数据你就可以读取到多少数据(限度设置为写入的字节数，由位置标记)
buffer的类型
Java NIO有如下的类型：
- ByteBuffer
- MappedByteBuffer
- CharBuffer
- DoubleBuffer
- FloatBuffer
- IntBuffer
- LongBuffer
- ShortBuffer
正如所见，buffer的类型表示不同的数据类型。换句话说，它们允许使用char，short，int，long，float或double来处理缓冲区中的字节.
MappedByteBuffer这个比较特殊，后面会细说。
分配缓冲区
要获取Buffer对象，必须先分配它。每个Buffer类都有一个allocate()方法来执行此操作。这是一个分类了48字节的ByteBuffer示例：
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate（48）;下面是一个分配的1024个字符空间的的示例：
CharBuffer buf = CharBuffer.allocate（1024）;将数据写入到buffer
你可以通过两种方式往buffer中写入数据：
1. 将数据从Channel中写入到Buffer：
int bytesRead = inChannel.read（buf）; //读入缓冲区- 通过buffer的put()方法将数据写入缓冲区
buf.put（127）; 有很多其他版本的put()方法可以通过不同的方式将数据写入到buffer。比如，在指定位点写入，或者往buffer中写入一个byte数组。可以参阅Java文档获取具体的缓冲区实现。
flip方法
- flip()方法将Buffer从写入模式切换到读取模式。调用flip()后，将位点重新设置为0，并将limit设置为位点所在的地方。
- 换句话说，position现在标记读取位置，limit标记有多少字节、字符等写入缓冲区 - 限制有多少字节、字符的数据能够被读取。
从buffer中读取数据
有两种读取buffer的方法：
1. 从buffer中读取数据到channel
//从缓冲区读入通道。
int bytesWritten = inChannel.write(buf);- 调用get()方法读取数据
byte aByte = buf.get(); 有很多其他版本的get()方法可以通过不同的方式从buffer中读取数据。比如，在指定位点读取，或者往buffer中读取字节数组。可以参阅Java文档获取具体的缓冲区实现。
rewind方法
Buffer.rewind()方法将位点设置为0，这样您就可以重读缓冲区中的所有数据。limit保持不变，因此仍然标可以标记有多少个元素（字节，字符等），可以从Buffer中读取。
clear方法与compact方法
- 一旦完成读取buffer中的数据，你需要使得buffer可以被再次读取。你可以通过clear()或者compact()方法来实现
clear方法
- 将位点(position)重置为0，换言之，buffer被重置了，buffer中的数据没有被重置。只有标记告诉你可以在哪里将数据写入Buffer。
- 如果Buffer中有任何未读到数据，调用clear方法之前的读过的数据将会被遗忘，这以为着你不再有任何标记辨别哪些数据已经被读过了，哪些数据还没有被读取
如果Buffer中任有未读到的数据，但是你想稍后读取，先写入一些数据，需要调用compact方法，而不是clear
compact方法
- compact方法复制所有未读取的数据到buffer的开头位置。然后将position设置到正好未读位置的那个元素的后一个位点上。跟clear一样，limit属性仍然设置为容量(capacity)。现在Buffer处于准备些的状态，但是你将不能覆盖未读的数据
mark方法和reset方法
通过调用Buffer.mark()方法你可以在buffer中标记一个给定的位置。这样就可以后续通过调用Buffer.reset()方法将position重置为之前标记的位置。
buffer.mark（）;
//...
//调用buffer.get（）几次。例如在解析期间。
//...
buffer.reset（）; //将位置设置回标记。 equals方法与compareTo方法
用于比较两个buffer
- equals
- 两个buffer在如下情况下相等：
- 同类型(byte,char,int等)
- buffer中相同数量的字节数、字符数等
- 所有剩余的字节数、字符数等都是相等的
如上，equals方法只比较了buffer的部分，不是buffer中的每个元素。实时上。它只比较buffer中剩余的元素。
compare方法
- compare方法用于比较两个buffer中剩余的元素(byte,char等)。一个buffer在以下情况被认为比另一个小：
- 与另一个buffer中相对应的第一个元素小于另一个缓冲区中的。
- 所有的元素相等，但是第一个buffer在第二个buffer之前耗尽了元素（它有更少的元素）