Java网络编程从入门到精通（34）：读写缓冲区中的数据---使用get和put方法按顺序读写单个数据

对于缓冲区来说，最重要的操作就是读写操作。缓冲区提供了两种方法来读写缓冲区中的数据：get 、put 方法和array 方法。而get 、put 方法可以有三种读写数据的方式：按顺序读写单个数据、在指定位置读写单个数据和读写数据块。除了上述的几种读写数据的方法外，CharBuffer 类还提供了用于专门写字符串的put 和append 方法。在本文及后面的文章中将分别介绍这些读写缓冲区的方法。

虽然使用allocate 方法创建的缓冲区并不是一次性地分配内存空间，但我们可以从用户地角度将一个缓冲区想象成一个长度为capacity 的数组。当缓冲区创建后，和数组一样，缓冲区的大小（capacity 值）将无法改变，也无法访问缓冲区外的数据。如下面的代码创建了一个大小为6 的字节缓冲区。

ByteBuffer byteBuffer  =  ByteBuffer.allocate( 6 );

对于byteBuffer 来说，只能访问属于这个缓冲区的六个字节的数据，如果超过了这个范围，将抛出一个BufferOverflowException 异常，这是一个运行时错误，因为这个错误只能在程序运行时被发现。

既然缓冲区和数组类似，那么缓冲区也应该象数组一样可以标识当前的位置。缓冲区的position 方法为我们提供了这个功能。position 方法有两种重载形式，它们的定义如下：

public   final   int  position()
public   final  Buffer position( int  newPosition)

第一个重载形式用来获取缓冲区的当前位置。在创建缓冲区后，position 的初始值是0 ，也就是缓冲区第一个元素的位置。当从缓冲区读取一个元素后，position 的值加1 。我们从这一点可以看出，position 方法返回的位置就是当前可以读取的元素的位置。position 的取值范围从0 到 capacity – 1 。如果position 的值等于capacity ，说明缓冲区当前已经没有数据可读了。

position 方法的第二个重载形式可以设置缓冲区的当前位置。参数newPosition 的取值范围是0 <= newPosition < capacity 。如果newPosition 的值超出这个范围，position 方法就会抛出一个IllegalArgumentException 异常。

在大多数情况下不需要直接控制缓冲区的位置。缓冲区类提供的用于读写数据的方法可以自动地设置缓冲区的当前位置。在缓冲区类中，get 和put 方法用于读写缓冲区中的数据。get 和put 方法的定义如下：

ByteBuffer 类的 get 和 put 方法：

public   abstract   byte  get()            
public   abstract  ByteBuffer put( byte  b)

IntBuffer 类的 get 和 put 方法：

public   abstract   int  get()            
public   abstract  IntBuffer put( int  i)

其他五个缓冲区类中的get 和put 方法定义和上面的定义类似，只是get 方法返回相应的数据类型，而put 方法的参数是相应的数据类型，并且返回值的类型是相应的缓冲区类。

每当put 方法向缓冲区写入一个数据后，缓冲区的当前位置都会加1 。如果缓冲区的当前位置已经等于capacity ，调用put 方法就会抛出一个java.nio.BufferOverflowException 异常。在缓冲区未初赋值的区域将被0 填充。 使用get 方法可以得到缓冲区当前位置的数据，并使缓冲区的当前位置加1 。和put 方法一样，在缓冲区当前位置等于capacity 时使用get 方法也会抛出java.nio.BufferOverflowException 异常。缓冲区的初始状态如图1 所示。

 

 

图1 缓冲区的初始状态

从图1 可以看出，在缓冲区创建之初，当前的位置和缓冲区中的数据都为0 。当使用如下语句向缓冲区中写入数据后，缓冲区当前状态如图2 所示。

 

byteBuffer.put(( byte ) 2 );
byteBuffer.put(( byte ) - 1 );

图2  缓冲区的当前状态

 

当缓冲区的当前位置如图3 所示时，使用put 和get 方法将会抛出上述的BufferOverflowException 异常。

图3  当前位置处于缓冲区尾

如果要使用get 方法得到缓冲区中的指定数据，必须将缓冲区的当前位置移动到指定的位置，我们可以使用position 方法将当前位置移到缓冲区的任何位置。如下面的代码将图3 所示的缓冲区的当前位置设为2 ，并用get 方法获得位置2 的数据：

byteBuffer.position( 2 );
System.out.println(byteBuffer.get());

上面的代码将输出3 。缓冲区的当前位置为除了使用position 方法，也可以使用rewind 方法将缓冲区的当前位置设为0 ，rewind 方法的定义如下：

public   final  Buffer rewind()

在图2 所示的缓冲区状态下调用rewind 方法，就会得到如图4 的缓冲区状态。

图4  调用rewind方法后的缓冲区状态

接下来让我们执行如下语句：

System.out.println(byteBuffer.get());

缓冲区的状态将如图5 所示。

图5  调用get方法后的缓冲区状态

缓冲区除了position 和capacity 外，还提供了一个标识来限制缓冲区可访问的范围。这个标识就是limit 。limit 和position 一样，在缓冲区类中也提供了两个重载方法。用于获得和设置limit 的值。limit 方法的定义如下：

public   final   int  limit()
public   final  Buffer limit( int  newLimit)

在初始状态下，缓冲区的limit 和capacity 值相同。但limit 和capacity 的区别是limit 可以通过limit 方法进行设置，而capacity 在创建缓冲区时就已经指定了，并且不能改变。（在上面所讲的position 方法的newPosition 参数的取值范围时曾说是0 <= newPosition < capacity ，其实严格地说，应是0 <= newPosition < limit ）limit 的其他性质和capacity 一样。如在图5 所示的缓冲区状态中将limit 的值设为2 ，就变成了图6 所示的状态。

图6  将limit设为2的缓冲区状态

在这时position 的值等于limit ，就不能访问缓冲区的当前数据，也就是说不能使用get 和put 方法。否则将抛出BufferOverflowException 异常。由于使用allocate 创建的缓冲区并不是一次性地分配内存空间，因此，可以将缓冲区的capacity 设为很大的值，如10M 。缓冲区过大可能在某些环境中会使系统性能降低（如在PDA 或智能插秧机中），因此，可以使用limit 方法根据具体的情况来限定缓冲区的大小。当然，limit 还可以表示缓冲区中实际的数据量，这将在后面讲解。下面的代码演示了如何使用limit 方法来枚举缓冲区中的数据：

while (byteBuffer.position()  <  byteBuffer.limit())
    System.out.println(byteBuffer.get());

我们还可以用flip 和hasRemaining 方法来重写上面的代码。flip 方法将limit 设为缓冲区的当前位置。当limit 等于position 时，hasRemaining 方法返回false ，而则返回true 。 flip 和hasRemaining 方法的定义如下：

public   final  Buffer flip()
public   final   boolean  hasRemaining()

    下面的代码演示了如何使用hasRemaining 方法来枚举缓冲区中的数据：

while (byteBuffer.hasRemaining())
    System.out.println(byteBuffer.get());

如果从缓冲区的第一个位置依次使用put 方法向缓冲区写数据，当写完数据后，再使用flip 方法。这样limit 的值就等于缓冲区中实际的数据量了。在网络中传递数据时，可以使用这种方法来设置数据的结束位置。

为了回顾上面所讲内容，下面的代码 总结了创建缓冲区、读写缓冲区中的数据、设置缓冲区的limit 和position 的方法。

   package net;
  
   import  java.nio. * ;
  
   public   class  GetPutData
  {
       public   static   void  main(String[] args)
      {
           //  创建缓冲区的四种方式
          IntBuffer intBuffer  =  IntBuffer.allocate( 10 );
          ByteBuffer byteBuffer  =  ByteBuffer.allocateDirect( 10 );
          CharBuffer charBuffer  =  CharBuffer.wrap( " abcdefg " );
          DoubleBuffer doubleBuffer  =  DoubleBuffer.wrap( new   double [] {  1.1 ,  2.2  });
          
           //  向缓冲区中写入数据
          intBuffer.put( 1000 );
          intBuffer.put( 2000 );
          
          System.out.println( " intBuffer的当前位置： "   +  intBuffer.position());
          
          intBuffer.position( 1 );   //  将缓冲区的当前位置设为1
          System.out.println(intBuffer.get());   //  输出缓冲区的当前数据
          
          intBuffer.rewind();   //  将缓冲区的当前位置设为0
          System.out.println(intBuffer.get());   //  输出缓冲区的当前数据
          
          byteBuffer.put(( byte ) 20 );
          byteBuffer.put(( byte ) 33 );
          byteBuffer.flip();    //  将limit设为position，在这里是2
          byteBuffer.rewind(); 
           while (byteBuffer.hasRemaining())   //  枚举byteBuffer中的数据
              System.out.print(byteBuffer.get()  +   "   " );
          
           while (charBuffer.hasRemaining())   //  枚举charBuffer中的数据
              System.out.print(charBuffer.get()  +   "   " );
  
           //  枚举doubleBuffer中的数据
           while (doubleBuffer.position()  <  doubleBuffer.limit())
              System.out.print(doubleBuffer.get()  +   "   " );
  
      }
  }

运行结果：  

intBuffer的当前位置： 2
2000
1000
20   33  a b c d e f g  1.1   2.2

注意：如果必须使用缓冲区的大小来读取缓冲区的数据，尽量不要使用capacity ，而要使用limit 。如尽量不要写成如下的代码：

while (byteBuffer.position()  <  byteBuffer.capacity())
    System.out.println(byteBuffer.get());

这是因为当limit比capacity小时，上面的代码将会抛出一个BufferUnderflowException异常。

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