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terwer
2022-05-04
目录

NIO三大核心之缓冲区（Buffer）

# 缓冲区（Buffer）

# 基本介绍

缓冲区（Buffer）：缓冲区本质上是一个可读可写的内存块。

可以理解成一个数组，该对象提供了一组方法，可以轻松的操作内存块。

缓冲区内置了一些机制，能够跟踪和记录缓冲区的状态变化情况。

Channel提供从网络读取数据的通道，但是读取或者写入数据都必须经过Buffer。

image-20220418165707232

# Buffer常用API介绍

  1. Buffer类及其子类

    classDiagram
direction BT
class Buffer
class ByteBuffer
class CharBuffer
class DoubleBuffer
class FloatBuffer
class IntBuffer
class LongBuffer
class ShortBuffer

ByteBuffer  -->  Buffer 
CharBuffer  -->  Buffer 
DoubleBuffer  -->  Buffer 
FloatBuffer  -->  Buffer 
IntBuffer  -->  Buffer 
LongBuffer  -->  Buffer 
ShortBuffer  -->  Buffer
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    如果图片无法查看，请看这里

    image-20220418174426005

    在NIO中，Buffer是一个顶层父类，他是一个抽象类。常用的缓冲区分别对应byte,char,double,float,int,long,short供7种。

  2. 缓冲区对象创建

    方法名 说明
    static ByteBuffer allocate(长度) 创建byte类型的指定长度的缓冲区
    static ByteBuffer wrap(byte[] array) 创建一个有内容的byte类型的缓冲区

    示例代码

    /**
 * 创建缓冲区
 *
 * @name: CreateBufferDemo
 * @author: terwer
 * @date: 2022-04-18 17:38
 **/
public class CreateBufferDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 1.创建一个指定长度的缓冲区，ByteBuffer为例
        ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(4);
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            System.out.println(byteBuffer.get());
        }

        // 在此调用会报错
        // System.out.println(byteBuffer.get());
        System.out.println("==================");
        System.out.println();

        // 2.创建一个有内容的缓冲区
        ByteBuffer wrap = ByteBuffer.wrap("test".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            System.out.println(wrap.get());
        }
    }
}
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    运行结果：

    image-20220418175149177

  3. 缓冲区对象添加数据

    方法名 说明
    Int position()/position(int newPosition) 获取当前要操作的索引/修改当前要操作的索引
    int lkimit()/limit(int newLimit) 最多能操作到哪个索引/修改最多能操作的索引位置
    int capacity() 返回缓冲区的总长度
    int remaining()/boolean hasRemaining() 还有多少能操作的索引个数/是否还能操作
    put (byte b)/put(byte[] src) 添加一个字节/添加字节数组

    image-20220418192657630

    示例代码：

    /**
 * 添加缓冲区
 *
 * @name: PutBufferDemo
 * @author: terwer
 * @date: 2022-04-18 19:27
 **/
public class PutBufferDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 1.创建一个指定长度的缓冲区
        ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(10);
        System.out.println(byteBuffer.position());// 获取当前索引所在的位置
        System.out.println(byteBuffer.limit());// 最多能操作到哪个索引
        System.out.println(byteBuffer.capacity());// 返回缓冲区总长度
        System.out.println(byteBuffer.remaining());// 还有多少个能操作

//        byteBuffer.position(2);
//        byteBuffer.limit(4);
//        System.out.println();
//        System.out.println("============");
//        System.out.println(byteBuffer.position());// 获取当前索引所在的位置
//        System.out.println(byteBuffer.limit());// 最多能操作到哪个索引
//        System.out.println(byteBuffer.capacity());// 返回缓冲区总长度
//        System.out.println(byteBuffer.remaining());// 还有多少个能操作

        // 添加一个字节
        byteBuffer.put((byte) 97);
        System.out.println();
        System.out.println("============");
        System.out.println(byteBuffer.position());// 获取当前索引所在的位置
        System.out.println(byteBuffer.limit());// 最多能操作到哪个索引
        System.out.println(byteBuffer.capacity());// 返回缓冲区总长度
        System.out.println(byteBuffer.remaining());// 还有多少个能操作

        // 添加一个字节数组
        byteBuffer.put("test".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        System.out.println();
        System.out.println("============");
        System.out.println(byteBuffer.position());// 获取当前索引所在的位置
        System.out.println(byteBuffer.limit());// 最多能操作到哪个索引
        System.out.println(byteBuffer.capacity());// 返回缓冲区总长度
        System.out.println(byteBuffer.remaining());// 还有多少个能操作

        // 超过缓冲区长度会报错
//        byteBuffer.put("1234567".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
//        System.out.println();
//        System.out.println("============");
//        System.out.println(byteBuffer.position());// 获取当前索引所在的位置
//        System.out.println(byteBuffer.limit());// 最多能操作到哪个索引
//        System.out.println(byteBuffer.capacity());// 返回缓冲区总长度
//        System.out.println(byteBuffer.remaining());// 还有多少个能操作

        // 如果缓冲区满了，可以调整position的位置，会覆盖之前对应索引的值
        byteBuffer.position(0);
        byteBuffer.put("1234567".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        System.out.println();
        System.out.println("============");
        System.out.println(byteBuffer.position());// 获取当前索引所在的位置
        System.out.println(byteBuffer.limit());// 最多能操作到哪个索引
        System.out.println(byteBuffer.capacity());// 返回缓冲区总长度
        System.out.println(byteBuffer.remaining());// 还有多少个能操作
    }
}
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  4. 缓冲区对象读取数据

    方法名 介绍
    flip() 切换读模式，limit设置position位置，position设置0
    get() 读一个字节
    get(byte[] dst) 读多个字节
    get(int index) 读指定索引的字节
    rewind() 将position设置为0，可重复读
    clear() 切换写模式，position设置为0，limit设置为capacity
    array() 将缓冲区转换成字节数组返回

    flip方法：

    image-20220418195006103

    clear方法：

    image-20220418195106115

    示例代码：

    /**
 * 从缓冲区读取数据
 *
 * @name: GetBufferDemo
 * @author: terwer
 * @date: 2022-04-18 19:51
 **/
public class GetBufferDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 1.创建一个指定长度的缓冲区
        ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(10);
        byteBuffer.put("0123".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        System.out.println("position:" + byteBuffer.position());
        System.out.println("limit:" + byteBuffer.limit());
        System.out.println("capacity:" + byteBuffer.capacity());
        System.out.println("remaining:" + byteBuffer.remaining());

        // 切换读模式
        System.out.println();
        System.out.println("=================");
        System.out.println("准备读数据:");
        byteBuffer.flip();
        System.out.println("position:" + byteBuffer.position());
        System.out.println("limit:" + byteBuffer.limit());
        System.out.println("capacity:" + byteBuffer.capacity());
        System.out.println("remaining:" + byteBuffer.remaining());
        for (int i = 0; i < byteBuffer.limit(); i++) {
            System.out.println(byteBuffer.get());
        }
        // 读取完毕后，继续读取会报错，超过limit
//        System.out.println(byteBuffer.get());
        // 读取指定字节
//        System.out.println("读取指定索引:");
//        System.out.println(byteBuffer.get(2));

        System.out.println("读取多个字节:");
        // 重复读取
        byteBuffer.rewind();
        byte[] dst = new byte[4];
        byteBuffer.get(dst);
        System.out.println(new String(dst));

        // 将缓冲区转化为字节数组返回
        System.out.println();
        System.out.println("===========");
        System.out.println("将缓冲区转化为字节数组:");
        byte[] array = byteBuffer.array();
        System.out.println(new String(array));

        // 切换写模式，会覆盖之前所有的值
        System.out.println();
        System.out.println("================");
        System.out.println("切换写模式，覆盖之前的值:");
        byteBuffer.clear();
        byteBuffer.put("test".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        System.out.println(new String(byteBuffer.array()));
    }
}
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    注意：

    1. capacity：容量（长度） limit：界限（最多能读/写到哪里） position：位置（读/写哪个索引）
    2. 获取缓冲区的数据之前，要先调用flip()方法，重复读需要调用rewind()方法
    3. 再次写数据之前，需要先调用clear()方法，此时数据还未消失。再次写入数据完成，数据覆盖了才会消失。
编辑 (opens new window)
#nio#buffer
上次更新: 2023/02/22, 13:47:25
NIO编程及其三大核心原理
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