NIO浅谈之Buffer基本原理

NIO从整体上分类来看可以看做由这几个部分组成：Buffer，Channel，Selector组成。本篇文章从浅谈一下Buffer。

1：Buffer的类型。可以这么来说，不同的数据类型有不同的buffer,例如ByteBuffer，IntBuffer，LongBuffer，ShortBuffer。。分别对应的数据类型为byte,int，long，short。

2：想获取一个Buffer对象的话首先要进行buffer对象的分配，每一个Buffer类都有一个allocate的方法。具体用法：

ByteBuffer byteBuffer1 = ByteBuffer.allocate(1024);

观察如上的代码，创建一个具体的Buffer对象都要使用相关的Buffer类的allocate方法。到这里，可能就会有同学有疑问了，为什么不能直接new出来。下面，进入ByteBuffer源码里看一眼。

public abstract class ByteBuffer
    extends Buffer
    implements Comparable

public static ByteBuffer allocate(int capacity) {
        if (capacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException();
        return new HeapByteBuffer(capacity, capacity);
    }

估计可以看出一些门道来了，ByteBuffer是一个抽象类，allocate是抽象类中的静态方法，通过allocate方法构造的是HeapByteBuffer对象。

由此，推断出其他数据类型的Buffer也是一个抽象对象，通过allocate方法构造出具体的对象来。因此，又去IntBuffer源码中看了一眼，果不其然，如下图：

public abstract class IntBuffer
    extends Buffer
    implements Comparable


    public static IntBuffer allocate(int capacity) {
        if (capacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException();
        return new HeapIntBuffer(capacity, capacity);
    }

 

接下来，为了理解buffer的工作原理，看下buffer的三个属性

capacity【容量】

position【位置】

limit【界限】

关于这三个属性之间的关系，找了一个比较易懂的图片来解释下

左边的代表写入的时候，右边的代表读取的时候

当写入的时候，capacity的大小代表利用allocate初始化时候的大小，代表这个缓存块的容量，最多只能向这个缓存块中放入capacity个char，long，int，byte等等。当缓存块满了的时候需要将其清空，才能继续往里面写数据

position：代笔当前位置，初始化值为0，当一个数据写入buffer中的时候，position会移动到下一个可插入的buffer单元，因此，position的最大值为position-1，

limit：在写的模式下面，limit表示你最多可以向buffer里面写入多少个buffer数据，在写模式下面，limit=capacity。

当切换到读模式下面，代表最多能读取到多少数据。因此当切花到读模式下面，limit会被置为写模式下面的position值。因此，你能读取到在写模式下面写入的所有值。

 

以上的话，就是这三个属性的具体介绍。

理解了这三个属性之后，对于理解buffer的一些方法有很大的用处。

1：rewind方法：主要是讲position置为0，因此，我们可以从头开始重新读取一遍数据，limit保持不变。

2：clear与compact方法。当读取完数据之后可以通过这两个方法来继续让buffer准备好继续写入

public final Buffer clear() {
        position = 0;
        limit = capacity;
        mark = -1;
        return this;
    }

因此，通过clear的方法之后，会将position置为0，limit置为容器大小，相当远将容器清空，所以这时候即使有未处理的数据也不会再被读取出来。

但是compact方法，会将position置为 limit-position，意味着什么，假设limit=10，position=3，意味着这个缓存块我们已经读到第三个，还剩下7个没有读，最新的position=7，也就是最新一次存数据会从第7个开始写，并且会将原来未读取的数据copy一份放在前7个块中。

public ByteBuffer compact() {

        System.arraycopy(hb, ix(position()), hb, ix(0), remaining());
        position(remaining());
        limit(capacity());
        discardMark();
        return this;



    }

flip 当我们从写模式切换到读模式的时候使用。

 public final Buffer flip() {
        limit = position;
        position = 0;
        mark = -1;
        return this;
    }

理解了这三个属性的意思之后，看下代码直接明白什么意思了，将limit=position。意思为在读模式下可以读取最多的数据是多少，position=0说明读取开始的位置。