深入浅出： 大小端模式

Writer      ：BYSocket（泥沙砖瓦浆木匠）

一、什么大小端？

大小端在计算机业界，Endian表示数据在存储器中的存放顺序。百度百科如下叙述之：

大端模式，是指数据的高字节保存在内存的低地址中，而数据的低字节保存在内存的高地址中，这样的存储模式有点儿类似于把数据当作字符串顺序处理：地址由小向大增加，而数据从高位往低位放；

小端模式，是指数据的高字节保存在内存的高地址中，而数据的低字节保存在内存的低地址中，这种存储模式将地址的高低和数据位权有效地结合起来，高地址部分权值高，低地址部分权值低，和我们的逻辑方法一致。

这两种模式，泥瓦匠记忆宫殿：“小端低低”。这样就知道小端的模式，反之大端的模式。

比如整形十进制数字：305419896 ，转化为十六进制表示 : 0x12345678 。其中按着十六进制的话，每两位占8个字节。如图

二、为什么有大小端模式之分呢？

如果统一使用大端或者小端，那么何来三国演义，何来一战二战呢？还有大小端也来源于战争。所以存在即是合理。

在操作系统中，x86和一般的OS（如windows，FreeBSD,Linux）使用的是小端模式。但比如Mac OS是大端模式。

在计算机系统中，我们是以字节为单位的，每个地址单元都对应着一个字节，一个字节为8bit。但是在C语言中除了8bit的char之外，还有16bit的short型，32bit的long型（要看具体的编译器）。另外，对于位数大于8位的处理器，例如16位或者32位的处理器，由于寄存器宽度大于一个字节，那么必然存在着一个如果将多个字节安排的问题。因此就导致了大端存储模式和小端存储模式。

 

知道为什么有模式的存在，下面需要了解下具有有什么应用场景：

1、不同端模式的处理器进行数据传递时必须要考虑端模式的不同

2、在网络上传输数据时，由于数据传输的两端对应不同的硬件平台，采用的存储字节顺序可能不一致。所以在TCP/IP协议规定了在网络上必须采用网络字节顺序，也就是大端模式。对于char型数据只占一个字节，无所谓大端和小端。而对于非char类型数据，必须在数据发送到网络上之前将其转换成大端模式。接收网络数据时按符合接受主机的环境接收。

 

三、java中的大小端

存储量大于1字节，非char类型，如int，float等，要考虑字节的顺序问题了。java由于虚拟机的关系,屏蔽了大小端问题,需要知道的话可用 ByteOrder.nativeOrder() 查询。在操作ByteBuffer中，也可以使用 ByteBuffer.order() 进行设置：

 

/**
 * @author Jeff Lee
 * @since 2015-10-13 20:40:00
 * ByteBuffer中字节存储次序
 */
public class Endians {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建12个字节的字节缓冲区
        ByteBuffer bb = ByteBuffer.wrap( new byte [ 12 ]);
        // 存入字符串
        bb.asCharBuffer().put( "abdcef" );
        System.out.println(Arrays.toString(bb.array()));

        // 反转缓冲区
        bb.rewind();
        // 设置字节存储次序
        bb.order(ByteOrder.BIG_ENDIAN);
        bb.asCharBuffer().put( "abcdef" );
        System.out.println(Arrays.toString(bb.array()));

        // 反转缓冲区
        bb.rewind();
        // 设置字节存储次序
        bb.order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN);
        bb.asCharBuffer().put( "abcdef" );
        System.out.println(Arrays.toString(bb.array()));
    }
}

 

run下结果如图所示：

前两句打印说明了，ByteBuffer存储字节次序默认为大端模式。最后一段设置了字节存储次序，然后会输出，可以看出存储次序为小端模式。

 

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