Java常见类随写 之 ByteBuffer类

ByteBuffer 用于 NIO, 常见的还有其他几种基本类型的Buffer类， 创建的时候有None-direct 和 direct 方式之分， 后者直接在native I/O操作buffer， 避免在操作系统操作之后的额外拷贝动作，不占用JVM内存，适用于空间占用比较大,长生命周期的buffer。前者也可以通过JNI 来创建，一般是是在内存里面。通过链式调用，优点就是堆内分配垃圾回收比较快，缺点是需要内存复制，但是direct 方式就解决了这个问题，所以如果涉及到I/O通信比较多的，采用direct方式，后台业务的采用HeapByteBuffer。

下面是一些常用方法：

// 分配直接byte buffer
    public static ByteBuffer allocateDirect(int capacity) {
        return new DirectByteBuffer(capacity);
    }


//分配一般byte buffer
public static ByteBuffer allocate(int capacity) {
        if (capacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException();
        return new HeapByteBuffer(capacity, capacity);
    }

//在当前position 读取一个byte，然后position 增加。
public abstract byte get();

//在当前的position 写入
public abstract ByteBuffer put(byte b);



//赋值给 dst 字节数组
public ByteBuffer get(byte[] dst) {
        return get(dst, 0, dst.length);
    }

下面主要分析Buffer 类：
（1） capacity ： 包含的元素数量，且创建之后就不可变。
（2）limit : 标志不可读写的元素索引。
（3）postion: 读写元素的位置
（4） mark ： reset 时设置的postion 备份。
mark <= position <= limit <= capacity

下面是一些常见的函数：

//给即将准备写的操作腾出空间（已经读，或者put的系列操作）
  public final Buffer flip() {
        limit = position;
        position = 0;
        mark = -1;
        return this;
    }


// 剩下的可操作数目
public final int remaining() {
        return limit - position;
    }

example :

import java.nio.ByteBuffer;

public class ByteBufferTest {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        
        System.out.println(Runtime.getRuntime().totalMemory());
        System.out.println(Runtime.getRuntime().freeMemory());
        
        ByteBuffer  buffer = ByteBuffer.allocateDirect(1024*100);
        
        for(int i = 0; i < 1024*100; i ++){
            buffer.put(new Byte("1"));
        }
        
        
        buffer.flip();
        buffer.get();
        buffer.limit(1024*100);
        System.out.println(Runtime.getRuntime().freeMemory());
        
        for(int i = 0; i < 1024*100; i ++){
            System.out.println(buffer.get(i));
        }
        
        buffer.clear();
        
        System.out.println(Runtime.getRuntime().freeMemory());
    }

}

也正是因为ByteBuffer 有这么多的操作以及其局限性（postion,需要手工flip,rewind等等）,在NIO 编程中，使用Netty 里面封装的ByteBuf，在Bytebuf 中，使用了readerIndex 和 writerIndex,而且是动态拓展大小的，采用的策略是先倍增再步进的方式进行逼近。

• BEFORE discardReadBytes()

•  +-------------------+------------------+------------------+
  

•  | discardable bytes |  readable bytes  |  writable bytes  |
  

•  +-------------------+------------------+------------------+
  

•  |                   |                  |                  |
  

•  0      <=      readerIndex   <=   writerIndex    <=    capacity
  

• AFTER discardReadBytes()

•  +------------------+--------------------------------------+
  

•  |  readable bytes  |    writable bytes (got more space)   |
  

•  +------------------+--------------------------------------+
  

•  |                  |                                      |
  

• readerIndex (0) <= writerIndex (decreased) <= capacity

其中discardable bytes 表示 可以被丢弃的字节，用于节省空间。

但是我们要知道，Netty 的byteBuffer 实际上面最终还是操作了ByteBuffer，所以就需要接口进行互换。