NIO 之 缓冲区(Buffer)

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了NIO 之 缓冲区(Buffer)相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

缓存区是java nio的核心部分,所以必须熟悉它的一些操作。

实现类型:

nio中实现了除布尔型(boolean)外的其他7种基本数据类型的buffer(ByteBuffer,CharBuffer,DoubleBuffer,FloatBuffer,IntBuffer,LongBuffer,ShortBuffe),还有Mappedyteuffer,用于表示内存映射文件

基本用法

使用Buffer读写数据一般遵循以下四个步骤: 

  • 写入数据到Buffer
  • 调用flip()方法
  • 从Buffer中读取数据
  • 调用clear()方法或者compact()方法       

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。

关键属性

  • capacity

    作为一个内存块,Buffer有一个固定的大小值,也叫“capacity”.你只能往里写capacity个byte、long,char等类型。一旦Buffer满了,需要将其清空(通过读数据或者清除数据)才能继续写数据往里写数据。

    例子:

      把一个缓存区比作一个电影厅,这个电影厅只能容下50名观众。50表示这个缓存器的capacity

  • position

    当你写数据到Buffer中时,position表示当前的位置。初始的position值为0.当一个byte、long等数据写到Buffer后, position会向后移动到下一个可插入数据的Buffer单元。position最大可为capacity – 1。 

    例子:

      假设电影院的售票策略是 按顺序售票,且每个影厅的位置从0开始算起,且只有50个位置(0-49),某个场次一共卖了30张票,那么买到第30张票的观众的位置应该是29号,这个位置 对应缓存区的position。

  • limit

  在写模式下,Buffer的limit表示你最多能往Buffer里写多少数据。 写模式下,limit等于Buffer的capacity。 
  当切换Buffer到读模式时, limit表示你最多能读到多少数据。因此,当切换Buffer到读模式时,limit会被设置成写模式下的position值。换句话说,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) 

  例子:

    电影院每个场次开场前,可卖的票数为对应影厅的座位数(容量),开场后每个场次所售票数为实际卖出张数。这里的开场前售票可理解为写模式(write),查看开场后实际买票数可理解为读模式(read),每个影厅容量为50,在开场前可买票数=影厅容量(limit=capacity)为50,但这个电影实在是太烂了,结果只卖了10张票,最后检票入场时,检验妹子只检到了第9个位置(位置从0开始算起)

Buffer的分配 

  国民公共王老头,最近在某地又搞了个万da影院,堪称当地最好的影院,分高中档,vr,4D,巨幕等等各种类型的影厅,不懂得看热闹,懂的看门道,其实呢,这个所谓的牛逼影院也就各地影院的拷贝版,无非就是对每个影厅进行了一些个性化的定制,作为一个猿,java猿,对它这种吹牛逼,只能呵呵呵,用面向对象封装下,所有影厅按着一个有屏幕、座位、音箱、投影仪的标准的影厅结构建造,然后不同档次/类型进行个性化定制。

 伟大的建筑工人帮王老头建造了一座座的万da影院,作为一为低调的码农,只能默默的用代码构造一个属于自己的万达私人影院了,当上国民爷爷。

 一个标准的影厅结构,对应所有类型缓存区(ByteBuffer,CharBuffer,DoubleBuffer,FloatBuffer,IntBuffer,LongBuffer,ShortBuffe,Mappedyteuffer)的父类,

java.nio.Buffer

每个影厅都有标准影厅结构改造而来,所以每种类型的缓存区都继承java.nio.Buffer类,伟大的建筑师用一个个砖建造每个影厅,智慧的码农只需一行代码就能搞定一个属于自己的影厅(缓存区),不信往下看

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);  

牛逼吧,而且座位数可以随时增加,只要有地皮(内存空间),可以随时增加。更厉害的是,每种类型的影厅(缓存区)都可以哦,而且实现方法都一样,例如CharBuffer

CharBuffer buf = CharBuffer.allocate(1024);  

Buffer的操作方法

  王老头你的影厅再牛逼,观众也要去跑到影院看,敢不敢为每个观众配专车接送,一条龙服务...,码农的私人影院不但建造简单又快捷,而且服务也是当当的,观众随时随地可以体验不同类型的影厅,不信你看看。

CharBuffer buf = CharBuffer.allocate(1024);  
buf.put("wanglaotou".toCharArray());

  听说王老头的影院vip用户可以享受专属vip通道进影厅,哈哈,城会玩。私人影院一样可以,接招

RandomAccessFile aFile = null;
        try {
            //找到王老头的家
            aFile = new RandomAccessFile("F:\\王老头的家.txt", "rw");
            //走专属通道
            FileChannel inChannel = aFile.getChannel();  
            //建造专属影厅
            ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48); 
            //请王老头入座
            int bytesRead = inChannel.read(buf);
            System.out.println("家丁人数:"+bytesRead);
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }  catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally{
            if (aFile!=null) {
                aFile.close();
            }
        }  

听说万da影院引进了一套先进的检票系统,不但节约了人力成本还可以自动统计每场次实际入场人数,于是各大媒体各种吹捧,公民公公再次上头条,当低调的码农们听到

这个消息后,又是呵呵呵,因为他家的私人影院只需两行代码就能统计出来。

buf.flip();//统计命令(相当于从写模式进入到读模式)
System.out.println("入场人数(输入长度):"+buf.limit());
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 —— 现在能读取多少个byte、char等。

public final Buffer flip() {
limit = position;
position = 0;
mark = -1;
return this;
}

其实,就在刚刚接王老头来看电影的路上出了一个插曲,在路上碰见了他的一位朋友(苍老师),然后这次正好王老太去欧洲游不在家,然后司机确认身份后得知是苍老师,然后就带上了苍老师陪他一块去观影,确定身份的过程是这样的

int bytesWritten = inChannel.write(buf);  

其实,就这样一行代码,就把王老头的这位朋友的身份确认了(从Buffer中读取数据),哇塞,难道是他的小san?

当然我们的司机师傅不仅会这一招还有其他的确认身份方法,简单的向你演示下

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。更多Buffer实现的细节参考JavaDoc。 

哎呀,实在没力气编瞎话了,下面几个方法,随便说说吧

rewind()方法 

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)。 

 public final Buffer rewind() {
        position = 0;
        mark = -1;
        return this;
    }


clear()与compact()方法 

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。 

  public final Buffer clear() {
        position = 0;
        limit = capacity;
        mark = -1;
        return this;
    }

 


mark()与reset()方法 

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: 

 public final Buffer mark() {
        mark = position;
        return this;
    }

 

equals()与compareTo()方法 

可以使用equals()和compareTo()方法两个Buffer。 

equals() 

当满足下列条件时,表示两个Buffer相等: 

  • 有相同的类型(byte、char、int等)。
  • Buffer中剩余的byte、char等的个数相等。
  • Buffer中所有剩余的byte、char等都相同。


如你所见,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 

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: 

    • 第一个不相等的元素小于另一个Buffer中对应的元素。
    • 所有元素都相等,但第一个Buffer比另一个先耗尽(第一个Buffer的元素个数比另一个少)。

以上是关于NIO 之 缓冲区(Buffer)的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

Java NIO之Buffer

Java NIO 之 Buffer(缓冲区)

java NIO之buffer

通俗编程——白话NIO之Buffer

NIO相关概念之Buffer

Java之NIO