NIO（二）—— Buffer缓冲区

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Buffer缓冲区

管道Channel将数据写入到缓冲区Buffer，管道Channel从缓冲区Buffer读取数据

基本使用

1. 写数据到Buffer
2. WtoR（写模式切换为读模式）.flip()
3. 从Buffer读出数据
4. 清除Buffer.clear() or .compact()

当向buffer写入数据时，buffer会记录下写了多少数据。一旦要读取数据，需要通过flip()方法将Buffer从写模式切换到读模式。在读模式下，可以读取之前写入到buffer的所有数据。

一旦读完了所有的数据，就需要清空缓冲区，让它可以再次被写入。有两种方式能清空缓冲区：调用clear()或compact()方法。clear()方法会清空整个缓冲区。compact()方法只会清除已经读过的数据。任何未读的数据都被移到缓冲区的起始处，新写入的数据将放到缓冲区未读数据的后面。

读取文件的例子

RandomAccessFile aFile = new RandomAccessFile("data/nio-data.txt", "rw");
FileChannel inChannel = aFile.getChannel();

//为buf分配48byte的空间
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);

int bytesRead = inChannel.read(buf); // 通过管道将文件数据写入buf
while (bytesRead != -1) {

  buf.flip();  // 从写模式转换为读模式

  while(buf.hasRemaining()){
      System.out.print((char) buf.get()); // 循环读取1byte并打印
  }

  buf.clear(); //清空buf，并等待写
  bytesRead = inChannel.read(buf); // 通过管道将文件数据接入buf
}
aFile.close();

容量 Capacity

可以看出，Buffer与系统底层的缓冲区设计是十分相似的
为buffer设定固定容量Capacity，当Buffer满了，则必须清空或者读取数据才能继续写Buffer

位置 Position

可以当做指针

• 写模式下
  position 表示当前位置，初始为0，当写入一个数据后，指针会移动到下一个可以写的Buffer单元，Position最大值为capacity - 1
• 读模式下
  从某特定位置开始读。当从写模式切换为读模式时，position置零。当读取一个数据时，指针会移动到下一个可读的单元

范围 Limit

• 写模式下
  limit即为Buffer的capacity
• 读模式下
  limit表示最多能读多少数据，此时limit为写模式下position的值，即为已写数据的数量。

Buffer操作

分配空间

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48); //分配48个byte空间

写数据

写数据到Buffer有两种方式：

1. 从Channel写到Buffer的例子

   int bytesRead = inChannel.read(buf); //read into buffer
   

2. 通过put方法写Buffer的例子：

   buf.put(127);
   

put方法有很多版本，允许你以不同的方式把数据写入到Buffer中。例如， 写到一个指定的位置，或者把一个字节数组写入到Buffer。

flip()

flip()方法将Buffer从写模式切换到读模式。调用flip()方法会将position设回0，并将limit设置成之前position的值。
换句话说，position现在用于标记读的位置，limit表示之前写进了多少个byte、char等 ，即现在能读取多少个byte、char等。

读取数据

从Buffer中读取数据
从Buffer中读取数据有两种方式：

1. 从Buffer读取数据到Channel的例子：

   //read from buffer into channel.
   int bytesWritten = inChannel.write(buf);
   

2. 使用get()方法从Buffer中读取数据的例子

   byte aByte = buf.get();
   

rewind()

Buffer.rewind()将position设回0，所以你可以重读Buffer中的所有数据。limit保持不变，仍然表示能从Buffer中读取多少个元素（byte、char等）。

clear()与compact()

一旦读完Buffer中的数据，需要让Buffer准备好再次被写入。可以通过clear()或compact()方法来完成。

如果调用的是clear()方法，position将被设回0，limit被设置成 capacity的值。换句话说，Buffer 被清空了。Buffer中的数据并未清除，只是这些标记告诉我们可以从哪里开始往Buffer里写数据。

如果Buffer中有一些未读的数据，调用clear()方法，数据将“被遗忘”，意味着不再有任何标记会告诉你哪些数据被读过，哪些还没有。

如果Buffer中仍有未读的数据，且后续还需要这些数据，但是此时想要先先写些数据，那么使用compact()方法。

compact()方法将所有未读的数据拷贝到Buffer起始处。然后将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，但是不会覆盖未读的数据。

mark()与reset()

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();  //set position back to mark.

这个东西在Netty解码器里解决半包问题用到