NIO中的Buffer用于和NIO Channel交互。
数据是从Channel读入Buffer,从Buffer写入Channel。
Buffer本质上是块可以写入数据,然后可从中读数据的内存。这块内存被包装成NIO Buffer对象,并提供了一组方法,用来方便的访问该块内存。
NIO数据传输基于buffer(java.nio.Buffer及相关类)。这些类表示连续的内存范围,以及少量的数据传输操作。尽管从理论上讲,这些是通用数据结构,但实现可以选择用于对齐或分页特性的内存,而这些内存在Java中是无法访问的。
通常,这将用于允许缓冲区内容占用os用于其本地I/O操作的相同物理内存,从而允许最直接的传输机制,并消除了任何其他复制的需要。在大多数os中,只要特定的内存区域具有正确的属性,就可以在不使用CPU情况下进行传输。为了支持这些目标,有意限制了NIO Buffer的功能。
除布尔值外,其他所有Java基本类型都有缓冲区类,布尔型可以与字节缓冲区共享内存并允许对底层字节进行任意解释。
使用Buffer读写数据一般遵循如下步骤:
buffer.flip()
当向buffer写数据时,buffer会记录写了多少数据。一旦要读取数据,需通过flip()将Buffer从写模式切到读模式。
读模式下,可读之前写到buffer的所有数据。
一旦读完数据,就需清空缓冲区,让它可以再次被写入。
有两种方式能清空缓冲区:
RandomAccessFile aFile = new RandomAccessFile("data/nio-data.txt", "rw");
FileChannel inChannel = aFile.getChannel();
// 创建容量为48字节的缓冲区
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
// 读进buffer里去 从此Channel将字节序列读取到给定的buffer
int bytesRead = inChannel.read(buf);
while (bytesRead != -1) {
// make buffer ready for read
buf.flip();
while(buf.hasRemaining()) {
// read 1 byte at a time
System.out.print((char) buf.get());
}
// make buffer ready for writing
buf.clear();
bytesRead = inChannel.read(buf);
}
aFile.close();
作为一个内存块,Buffer有个固定大小,即capacity
。
你只能往里写capacity
个byte、long,char等。一旦Buffer满,需将其清空(通过读或清除数据)才能继续往里写数据。
取决于Buffer处在读还是写模式:
limit=capacity
。因此,当切换Buffer到读模式时,limit会被设置成写模式下的position值。即你能读到之前写入的所有数据(limit被设置成已写数据的数量,这个值在写模式下就是position)。
这些Buffer类型代表了不同的数据类型,即可通过这些类型来操作缓冲区中的字节。
要想获得一个Buffer对象首先要进行分配。 每个Buffer类都有一个allocate方法。
分配48字节capacity的ByteBuffer的例子。
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
分配一个可存储1024个字符的CharBuffer:
CharBuffer buf = CharBuffer.allocate(1024);
写数据到Buffer有两种方式:
// read into buffer.
int bytesRead = inChannel.read(buf);
buf.put(127);
两种方式:
int bytesWritten = inChannel.write(buf);
byte aByte = buf.get();
get方法有很多版本,允许你以不同的方式从Buffer中读取数据。例如,从指定position读取,或者从Buffer中读取数据到字节数组。
limit
置成之前的position
值position
置0所以读模式下的角色转变:
position
现在用于标记读的位置(从0开始)limit
表示之前写进了多少个byte、char等 —— 现在能读取多少个byte、char等
position
置0:可重读Buffer中的所有数据
limit
不变,仍表示能从Buffer中读取多少个元素
读完Buffer中的数据后,需要让Buffer准备再次被写入。
这通过clear()或compact()完成。
position
置0
limit
置成 capacity
的值
即 Buffer 被清空。
Buffer中的数据并未清除,只是这些标识位告诉我们可以从哪开始往Buffer写数据。
若Buffer中尚有未读数据,调用clear(),数据将“被遗忘”,即不再有任何标记会告诉你哪些数据被读过,哪些还没有。
若Buffer中仍有未读的数据且后续还想读这些数据,但你需要先写一些数据,那么使用compact()。
将所有未读数据拷贝到Buffer起始处。
position
设到最后一个未读元素正后面limit
属性依然像clear()方法一样,设置成capacity
。现在Buffer准备好写数据了,但不会覆盖未读数据。
通过调用Buffer.mark()方法,可以标记Buffer中的一个特定position。之后可以通过调用Buffer.reset()方法恢复到这个position。例如:
buffer.mark();
// call buffer.get() a couple of times, e.g. during parsing.
buffer.reset();
可以使用equals()和compareTo()方法比较两个Buffer。
当满足下列条件时,表示两个Buffer相等:
equals只是比较Buffer的一部分,不是每一个在它里面的元素都比较。实际上,它只比较Buffer中的剩余元素。
compareTo()方法比较两个Buffer的剩余元素(byte、char等), 如果满足下列条件,则认为一个Buffer“小于”另一个Buffer:
剩余元素是从 position到limit之间的元素。
参考
- http://tutorials.jenkov.com/java-nio/buffers.html
- 《Java的事件驱动网络编程》