Java - ByteBuffer 或 ArrayList<Byte>？

Posted 2023-02-24

【中文标题】Java - ByteBuffer 或 ArrayList<Byte>？

【英文标题】：Java - ByteBuffer or ArrayList<Byte>?

【发布时间】：2015-07-16 12:08:23

【问题描述】：

最近我创建了一个包装器来读取和写入数据到byte 数组中。为此，我一直在使用ArrayList<Byte>，但我想知道这是否是最有效的方法，因为：

addAll() 不适用于 byte 数组（即使使用 Arrays.asList()，它返回我 List<Byte[]>）。为了解决这个问题，我只是循环并在每个循环中添加一个byte，但我想这会假设有很多函数调用，因此会降低性能。 从ArrayList 获取byte[] 也是如此。我无法从Byte[] 转换为byte[]，所以我必须使用循环。 我想存储 Byte 而不是 byte 会占用更多内存。

我知道ByteArrayInputStream 和ByteArrayOutputStream 可以用于此，但它有一些不便：

我想实现以不同字节顺序读取不同数据类型的方法（例如，readInt、readLEInt、readUInt 等），而这些类只能读取/写入字节或字节数组.这不是一个真正的问题，因为我可以在包装器中修复它。但是第二个问题来了。 我希望能够同时读写，因为我正在使用它来解压缩一些文件。所以要为它创建一个包装器，我需要同时包含ByteArrayInputStream 和ByteArrayOutputStream。我不知道这些是否可以以某种方式同步，或者我每次写入包装器时都必须将一个的全部数据写入另一个。

所以，我的问题来了：使用ByteBuffer 会更有效吗？我知道您可以从中获取integers、floats 等，甚至可以更改字节顺序。我想知道的是，使用 ByteBuffer 和 ArrayList<Byte> 之间是否存在真正的性能变化。

【问题讨论】：

ArrayList<Byte> 听起来不是个好主意。

如果你需要动态大小的缓冲区，那么看看我的评论，使用 ByteArrayOutputStream，扩展它并利用fileds buf 和count，做一些快速阅读的方法。它具有冒险性，具有动态大小；

【参考方案1】：

绝对是 ByteBuffer 或 ByteArrayOutputStream。在您的情况下，ByteBuffer 似乎很好。 检查 Javadoc，因为它有很好的方法， 对于 putInt/getInt 等，您可能需要设置（这 4 个字节的）顺序

byteBuffer.order(ByteBuffer.LITTLE_ENDIAN);

对于文件，您可以使用getChannel() 或变体，然后使用MappedByteBuffer。

一个 ByteBuffer 可以包装一个字节数组，或者分配。

【参考方案2】：

请记住，每个对象都有与之相关的开销，包括每个对象的一些内存以及超出范围后的垃圾收集。

使用List<Byte> 意味着每字节创建/垃圾收集一个对象，这是非常浪费的。

【参考方案3】：

ByteBuffer 是一个字节数组的包装类，它不像 ArrayList 那样具有动态大小，但它每字节消耗的内存更少，速度更快。 如果你知道你需要的大小，然后使用 ByteBuffer，如果你不知道，那么你可以使用 ByteArrayOutputStream （可能被 ObjectOutputStream 包装，它有一些方法可以写入不同类型的数据）。要读取您写入 ByteArrayOutputStream 的数据，您可以扩展 ByteArrayOutputStream，然后您可以访问字段 buf[] 和 count，这些字段是受保护的，因此您可以从扩展类中访问它们，如下所示：

public class ByteArrayOutputStream extends OutputStream 

    /**
     * The buffer where data is stored.
     */
    protected byte buf[];
    /**
     * The number of valid bytes in the buffer.
     */
    protected int count;
...



public class ReadableBAOS extends ByteArrayOutputStream
    public byte readByte(int index) 
        if (count<index) 
            throw new IndexOutOfBoundsException();
        
        return buf[index];
    

因此您可以在扩展类中创建一些方法来从底层缓冲区读取一些字节，而无需像 toByteArray() 方法那样每次都复制其内容。

【讨论】：

ByteBuffer 不是byte[] 的包装类，尽管您可以用它包装byte[]。如果您使用allocateDirect，您将获得本机内存而不是byte[]。