Java Nio Buffer

Buffer是特定基本类型元素的线性有限序列,它以及它的子类定义了一系列API用于处理数据缓存。



一、属性
Buffer有四个基本属性：
1、capacity：  容量，buffer能够容纳的最大元素数目，在Buffer创建时设定并不能更改
2、limit： buffer中有效位置数目
3、position： 下一个读或者写的位置
4、mark：  用于记忆的标志位，配合reset()使用，初始值未设定，调用mark后将当前position设为值

不变式
标记、位置、限制和容量值遵守以下不变式：
0 <= 标记 <= 位置 <= 限制 <= 容量

二、API  
public final int capacity( ) 返回此缓冲区的容量。
public final int position() 返回此缓冲区的位置。
public final Buffer position(int newPosition) 设置此缓冲区的位置。如果mark已定义且大于新的位置，则丢弃该标记。
public final int limit( ) 返回此缓冲区的限制。
public final Buffer limit (int newLimit) 设置此缓冲区的限制。
public final Buffer mark( ) 在此缓冲区的位置设置标记。
public final Buffer reset( ) 将此缓冲区的位置重置为以前mark的位置。
public final Buffer clear( ) 清除此缓冲区。将position设置为 0，将limit设置为容量，并丢弃mark。 
public final Buffer flip( ) 为读做好准备。它将limit设置为当前位置，然后将position设置为 0。如果已定义了标记，则丢弃该标记。
public final Buffer rewind( ) 一般flip()只能被执行一次，想第二次执行flip()，请使用rewind(）。它使limit保持不变，将position设置为 0 ,并丢弃mark。
public final int remaining( ) 返回当前位置与限制之间的元素数。
public final boolean hasRemaining( ) 告知在当前位置和限制之间是否有元素。
public abstract boolean isReadOnly( ) 告知此缓冲区是否为只读缓冲区。



三、操作(以ByteBuffer为例)

1、访问:
get(),从当前position位置读取
get(index),从index位置读取，不改变当前position,下面要说到的put也一样。

2、填充:
put(byte),在当前position位置填充
put(index,byte)，按照绝对位置填充不改变当前position属性

3、flipping，试想，我们将填充完毕的buffer传递给socket输出，那么socket读取是依据position属性确定，就会从结尾后一位开始读，这样肯定是不正确的，如果要正确的读取我们先要：
buffer.limit(buffer.position( )).position(0);
将limit设为position, 将position设为0，这个操作就叫flipping，API直接提供了这个操作：  buffer.flip( );

特别注意，flip()方法会改变limit属性，将limit属性从capacity设置为当前position。
rewind()方法与flip()类似，但是仅将position设为0，而不改变limit，通常用于重新读取已经被flip的buffer。
flip()另一个注意点是，两次调用buffer的flip方法，将使得position和limit属性都为0。

4、迭代取元素：

for (int i = 0; buffer.hasRemaining( ), i++) {
myByteArray [i] = buffer.get( );
}

int count = buffer.remaining( );
for (int i = 0; i < count, i++) {
myByteArray [i] = buffer.get( );
}

 

ByteBuffer不是线程安全的，前一种方式适合并发访问，后一种方式效率更高。这两种方式都是一个一个取，效率都比批量取低。


5.clear()方法，将buffer重设为空状态，也就是设置limit=capacity,position=0，以便重复利用。

6.compact()方法，用于压缩buffer，这个方法在多次重复调用时是比较低效。

7.mark(),初始是未定义的，这适合如果调用reset将抛出InvalidMarkException。调用makr()后，将当前position设为mark以便reset时返回。注意，rewind( ), clear( ), and flip( )方法都将丢弃已经创建的mark。调用limit(index),positioon(index)，如果index的值小于当前mark，mark也将被丢弃。

8.比较，可以通过equals()和compateTo()方法来比较两个buffer，前一个返回boolean，后一个返回0，-1，1。两个buffer equal的条件是：
1）类型相同
2）剩余元素的数目相等
3）剩余元素也一一相等

9、批量移动数据，为了更有效地进行数据传送，批量的数据存取肯定是不能少的，Buffer及其子类都有提供类似的方法，比如CharBuffer:

public CharBuffer get (char [] dst)
public CharBuffer get (char [] dst, int offset, int length)
public final CharBuffer put (char[] src)
public CharBuffer put (char [] src, int offset, int length)
public CharBuffer put (CharBuffer src)
public final CharBuffer put (String src)
public CharBuffer put (String src, int start, int end)

 

四、创建Buffer
    Buffer以及其子类都无法直接new，而必须把通过他们提供的工厂方法来创建。通常有两种方式：
1、allocate，例如
CharBuffer charBuffer = CharBuffer.allocate (100);
将在堆上分配一个可以存储100个字符的数组作为backing store。

2、wrap，包装一个已有的数组：
char [] myArray = new char [100];
CharBuffer charbuffer = CharBuffer.wrap (myArray);
注意,这样的方式创建的Buffer，将不会在堆上创建新的数组，而是直接利用myArray做backing store，这意味着任何对myArray或者buffer的修改都将影响到buffer或者myArray。可以通过public final boolean hasArray( )方法来判断是否拥有一个数组，通过array()方法取得这个数组。

五、复制Buffer
   其实这个复制也是“浅拷贝”，通过duplicate()方法将返回一个新创建的buffer，这个新buffer与原来的Buffer共享数据，一样的capacity，但是有自己的position、limit和mark属性。通过asReadOnlyBuffer()方法复制的buffer与duplicate()类似，但是是只读的，不能调用put。比较特别的是slice()方法，故名思议，类似切割一个Buffer出来，与duplicate类似，但是它将从原来Buffer的当前position开始，并且capacity等于原来Buffer的剩余元素数目，也就是(limit-position)。


转自：http://www.blogjava.net/killme2008/archive/2008/02/22/181357.html