ByteArray转byte[]的两种方式

Posted 2022-12-01 BennuCTech

使用get函数获取

将ByteArray转byte[]，大部分人第一时间会使用get函数

public ByteBuffer get(byte[] dst, int offset, int length) 
    checkBounds(offset, length, dst.length);
    if (length > remaining())
        throw new BufferUnderflowException();
    int end = offset + length;
    for (int i = offset; i < end; i++)
        dst[i] = get();
    return this;


public ByteBuffer get(byte[] dst) 
    return get(dst, 0, dst.length);

这两个get函数，都是先创建byte[]数组并传入，然后将数据写入。
注意这里就需要知道创建的byte[]数组的长度，一般使用

int len = byteBuffer.limit() - byteBuffer.position();

这里就涉及到ByteArray的几个属性

• capacity：容量，不能改变，超过容量会报错
• limit：第一个不可读写的位置，即最后一个数据位置的后一位。实际上就是数据长度，它不能超过容量。
• position：当前的位置。

那么它们三个是如何变化的？看下面的图片

可以看到当我们写入数据的时候，position会移动。当我们写完数据准备读数据时，需要先调用flip将position移至开头，这样才能读出完整的数据。

但是我们也可以从中间开始读数据，所以我们要读出的数据长度是limit-position，而不仅仅是limit

使用array函数获取

但是ByteArray还有另外一个函数，之前很少注意到，那就array

public final byte[] array() 
    if (hb == null)
        throw new UnsupportedOperationException();
    if (isReadOnly)
        throw new ReadOnlyBufferException();
    return hb;

这个直接得到一个byte[]，那么直接使用这个不是更好么？

我们可以看到这个byte数组是ByteArray的一个属性hb，且这个hb有为null的时候。

那么这个hb是什么？我们看看源码

final byte[] hb;   // Non-null only for heap buffers

可以看到只有在heap buffer中才不为空，那么什么是heap buffer？

这里就涉及到ByteArray的实现，通过代码可以看到ByteArray是一个抽象类，我们实际使用的都是它的实现类HeapByteBuffer和DirectByteBuffer。

HeapByteBuffer和DirectByteBuffer

我们创建ByteArray的时候会使用allocate函数，在ByteArray里有两个函数

public static ByteBuffer allocateDirect(int capacity) 
    // android-changed: Android's DirectByteBuffers carry a MemoryRef.
    // return new DirectByteBuffer(capacity);
    DirectByteBuffer.MemoryRef memoryRef = new DirectByteBuffer.MemoryRef(capacity);
    return new DirectByteBuffer(capacity, memoryRef);


public static ByteBuffer allocate(int capacity) 
    if (capacity < 0)
        throw new IllegalArgumentException();
    return new HeapByteBuffer(capacity, capacity);

可以看到这两个函数就是分别创建HeapByteBuffer和DirectByteBuffer

那么它们两个有什么区别？

DirectByteBuffer不是分配在堆上的，它不被GC直接管理（但Direct Buffer的JAVA对象是归GC管理的，只要GC回收了它的JAVA对象，操作系统才会释放Direct Buffer所申请的空间），它似乎给人感觉是“内核缓冲区（buffer in kernel）”。HeapByteBuffer则是分配在堆上的，或者我们可以简单理解为Heap Buffer就是byte[]数组的一种封装形式，查看JAVA源代码实现，HeapByteBuffer也的确是这样。 说白了就是HeapByteBuffer是在JVM堆内存中分配会被JVM管理回收，但是DirectByteBuffer是直接由系统内存进行分配，不被JVM管理。通过上面的区别看到：

1、创建和释放DirectByteBuffer的代价比HeapByteBuffer得要高，因为JVM堆中分配和释放内存肯定比系统分配和创建内存高效

2、因为平时的read/write，都会在I/O设备与应用程序空间之间经历一个“内核缓冲区”。 DirectByteBuffer就好比是“内核缓冲区”上的缓存，不直接受GC管理；而Heap Buffer就仅仅是byte[]字节数组的包装形式。因此把一个Direct Buffer写入一个Channel的速度要比把一个HeapByteBuffer写入一个Channel的速度要快。

所以这两个类操作起来各有好处，要视情况而定，一般如果是一个ByteBuffer经常被重用的话，就可以使用DirectByteBuffer对象。如果是需要经常释放和分配的地方用HeapByteBuffer对象。

从它们处理get或put数据上就可以看到差别。这里以get为例：

//HeapByteBuffer
public byte get() 
    return hb[ix(nextGetIndex())];

HeapByteBuffer的get很简单，就是直接从hb中获取相应位置的数据

//DirectByteBuffer
public final byte get() 
    if (!memoryRef.isAccessible) 
        throw new IllegalStateException("buffer is inaccessible");
    
    return get(ix(nextGetIndex()));

private byte get(long a) 
    return Memory.peekByte(a);

DirectByteBuffer的get函数最终是使用Memory的peekByte来获取的。所以DirectByteBuffer的操作都是通过Memory进行处理的。

结论

所以我们知道HeapByteBuffer是分配在堆上的，本质上就是byte[]，所以它的hb不为null，就是这个byte[]。
所以HeapByteBuffer可以直接使用array函数得到byte[]
但是DirectByteBuffer就不行，因为它的hb是null的。所以DirectByteBuffer只能使用get函数获取byte[]

这里注意，在高版本（至少android 29，具体从哪个版本不清楚）上DirectByteBuffer的hb已经不是null了，且也有数据，但是这个数据是否是正常的数据还未进行调研，为了保险起见还是使用get函数安全一些

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