Java NIO中Buffer方法详解（含代码示例）

目录

概念及方法

容量（Capacity）：

位置（Position）：

上界（Limit）：

标记（Mark）：

清空（Clear）：

翻转（Flip）：

压缩（Compact）：

Buffer中几个量的关系

使用Buffer时候的注意事项

确保正确设置位置（Position）、上界（Limit）和容量（Capacity）：

注意数据类型匹配：

注意缓冲区的状态切换：

避免访问越界：

及时释放缓冲区：

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Java NIO（New IO）中的Buffer类是一个抽象类，用于在Java程序中进行数据的读取和写入操作。它提供了一组方法来操作底层数据容器，例如数组或ByteBuffer。下面是对Buffer类中常用方法的详细解释和代码示例。

概念及方法

容量（Capacity）：

• 容量是Buffer对象中可以存储的最大数据量。可以通过capacity()方法获取容量。
• 示例：

• 使用allocate(int capacity)方法创建了一个容量为1024的ByteBuffer对象。
• 容量表示Buffer对象中可以存储的最大数据量。
• 可以使用capacity()方法获取Buffer对象的容量。

ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
int capacity = buffer.capacity();
System.out.println("Capacity: " + capacity);

位置（Position）：

• 位置表示下一个要读取或写入的元素索引。初始位置为0，每读取或写入一个元素，位置都会自动增加。
• 可以通过position()方法获取当前位置，或使用position(int newPosition)方法设置新的位置。
• 初始位置为0，每次读取或写入一个元素后，位置会自动增加。
• 示例：

ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
int position = buffer.position();
System.out.println("Position: " + position);

buffer.position(10);

上界（Limit）：

• 上界表示Buffer中可以访问的元素的最大索引。初始上界等于容量，可以通过limit()方法获取当前上界，或使用limit(int newLimit)方法设置新的上界。
• 示例：

ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
int limit = buffer.limit();
System.out.println("Limit: " + limit);

buffer.limit(100);

标记（Mark）：

• 标记是一个备忘位置，可以通过mark()方法设置标记，并通过reset()方法将位置重置为标记的位置。
• 示例：

ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
buffer.mark();

// 执行读写操作...

buffer.reset();

清空（Clear）：

• clear()方法将位置重置为0，上界设置为容量，清空缓冲区，但数据仍然存在，只是处于被遗忘状态。
• 示例：

ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
buffer.clear();

翻转（Flip）：

• flip()方法将上界设置为当前位置，位置重置为0，用于将Buffer从写模式切换到读模式。
• 示例：

ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);

// 执行写入操作...

buffer.flip();

压缩（Compact）：

• compact()方法将未读的数据复制到缓冲区的起始位置，位置设置为复制数据的最后一个元素的下一个位置，上界设置为容量。
• 示例：

ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);

// 执行读取操作...

buffer.compact();

Buffer中几个量的关系

在Java NIO（New IO）中的Buffer类中，有几种重要的量需要理解，它们是容量（Capacity）、位置（Position）、上界（Limit）和标记（Mark）。这些量之间存在一定的关系，下面是它们之间的详细解释和关系说明：

1. 容量（Capacity）：

   • 容量是指Buffer对象中可以存储的最大数据量，它在创建Buffer时被设置，并且在整个Buffer的生命周期中保持不变。
   • 容量可以通过capacity()方法获取。
   • 容量决定了Buffer对象能够存储多少个元素（字节或字符）。

2. 位置（Position）：

   • 位置表示下一个要读取或写入的元素索引，它初始值为0，并且随着读取和写入操作的进行而自动增加。
   • 位置可以通过position()方法获取，也可以使用position(int newPosition)方法设置新的位置。
   • 位置始终位于0到上界之间，表示当前读取或写入的位置。

3. 上界（Limit）：

   • 上界表示Buffer中可以访问的元素的最大索引（非实际容量），它初始值等于容量，并且可以通过limit()方法获取。
   • 上界可以使用limit(int newLimit)方法进行设置。
   • 上界决定了可以读取或写入的元素的数量。

4. 标记（Mark）：

   • 标记是一个备忘位置，可以使用mark()方法设置，并且可以使用reset()方法将位置重置为标记的位置。
   • 标记并不影响位置、上界或容量的值，它仅仅是一个用于备忘位置的标记。

这些量之间的关系如下：

• 初始状态下，位置和上界都为0，标记未定义。
• 写入数据时，位置逐渐增加，上界保持不变，标记未定义。
• 调用flip()方法切换到读模式时，位置被设置为0，上界设置为之前的位置，标记未定义。
• 读取数据时，位置逐渐增加，上界保持不变，标记未定义。
• 调用clear()或compact()方法切换到写模式时，位置被设置为上一次读取的位置，上界设置为容量，标记未定义。

在操作Buffer时，需要注意保持位置、上界和标记的合理设置，以确保正确读取和写入数据。

使用Buffer时候的注意事项

确保正确设置位置（Position）、上界（Limit）和容量（Capacity）：

• 在进行读取或写入操作之前，确保正确设置位置和上界，以及缓冲区的容量。
• 示例：

  ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024); 
  buffer.position(0); 
  uffer.limit(512);

注意数据类型匹配：

• Buffer类有不同的子类，如ByteBuffer、CharBuffer、IntBuffer等，每个子类都有特定的数据类型。
• 在读取或写入数据时，确保使用正确的数据类型匹配缓冲区的类型。
• 示例：

  IntBuffer intBuffer = IntBuffer.allocate(10); 
  intBuffer.put(100);

注意缓冲区的状态切换：

• 在读取和写入之间切换缓冲区的状态时，要确保正确设置位置、上界和标记。
• 使用flip()方法从写模式切换到读模式，使用clear()或compact()方法从读模式切换到写模式。
• 示例：

  ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024); // 写入数据 
  buffer.put((byte) 1); 
  buffer.put((byte) 2); 
  buffer.put((byte) 3); // 切换到读模式 
  buffer.flip(); // 读取数据 
  while (buffer.hasRemaining())
   { 
  byte data = buffer.get(); // 处理数据 
  } 
  // 切换到写模式 buffer.clear();

避免访问越界：

• 在读取和写入数据时，要确保不要超过缓冲区的有效范围，即上界。
• 使用limit()方法设置上界，并在读取和写入操作时进行合适的判断。
• 示例： 

  ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
  buffer.limit(512);
  
  // 写入数据
  for (int i = 0; i < buffer.limit(); i++) {
      buffer.put((byte) i);
  }
  
  // 读取数据
  buffer.flip();
  while (buffer.hasRemaining()) {
      byte data = buffer.get();
      // 处理数据
  }
  

及时释放缓冲区：

• 在不再使用缓冲区时，要及时释放资源，避免内存泄漏。
• 使用clear()方法或compact()方法重置缓冲区的状态，并释放资源。
• 示例：

ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);

// 使用缓冲区...

// 释放缓冲区
buffer.clear();