netty ChannelBuffer

       ChannelBuffer是netty自己的缓冲区，用于替代nio的Buffer，这种替代具有显著的优势，解决了Buffer存在的一些问题，满足了日常网络应用程序开发的需求。具有以下特点:

1. 如果必要的话,可以定义自己的ChannelBuffer。
2. 通过复合缓冲区CompositeChannelBuffer实现透明的零拷贝”Zero-Copy-Capable”。
3. 提供了一个开箱即用的动态缓冲区DynamicChannelBuffer,其容量可动态扩大,就像StringBuffer。
4. 不用在使用flip()进行读写反转了。
5. 通常比ByteBuffer快。

       零拷贝”Zero-Copy-Capable”机制是指在TCP/IP传输层接收到的多个数据包（一个数据包封装为一个 ChannelBuffer），在应用层组成了一个完整的协议报文数据，传统上,数据是从多个包结合将它们复制到一个新的字节缓冲区，而零拷贝组合已有缓冲区为一个对外透明的缓冲区,提供给应用层使用，从而消除了缓冲区的复制。如下图所示：

其类图如下：

 



  

一、属性

1. readerIndex，读指针。
2. writerIndex，写指针。
3. markedReaderIndex，读标志位。
4. markedWriterIndex，写标志位。

其中：0<=readerIndex<=writerIndex<=capacity()

markWriterIndex():markedWriterIndex = writerIndex  resetWriterIndex():writerIndex = markedWriterIndex;

markReaderIndex():markedReaderIndex = readerIndex  resetReaderIndex():readerIndex = markedReaderIndex;

HeapChannelBuffer跟NIO HeapByteBuffer作用相当，内部包含属性byte[] array，在堆上建立缓冲区。它有两个子类：BigEndianHeapChannelBuffer和LittleEndianHeapChannelBuffer。这里有个很基础的概念：字节序(ByteOrder/Endianness)，字节序规定了多于一个字节的数字，如何在内存中表示。BIG_ENDIAN(大端序)表示高位在前，按照大端序，整型数12会被存储为0 0 0 12这样四个字节，而LITTLE_ENDIAN则正好相反。

 

DynamicChannelBuffer是动态缓冲区，它实现自动扩容的核心在于ensureWritableBytes方法，算法很简单：在写入前做容量检查，容量不够时，新建一个容量x2的buffer。包含属性ChannelBufferFactory factory，ByteOrder endianness，ChannelBuffer buffer。

 

CompositeChannelBuffer：A virtual buffer which shows multiple buffers as a single merged buffer。包含属性ByteOrder order，ChannelBuffer[] components，int[] indices，int lastAccessedComponentId，boolean gathering。其中indices.length = components.length+1， indices[i]: 若i<components.length,值为components[i]的readerIndex在整个CompositeChannelBuffer中index位置；若i=components.length，值为整个CompositeChannelBuffer的capacity。lastAccessedComponentId指向整个CompositeChannelBuffer的readerIndex或writerIndex当前所在的components位置。

 

ByteBufferBackedChannelBuffer封装了NIO ByteBuffer的类，用于实现堆外内存的Buffer(使用NIO的DirectByteBuffer)，当然它也可以放其他的ByteBuffer的实现类。包含属性ByteBuffer buffer，ByteOrder order，int capacity。

 

WrappedChannelBuffer都是几个对已有ChannelBuffer进行包装，完成特定功能的类。

类名	入口	功能
SlicedChannelBuffer	ChannelBuffer.slice() ChannelBuffer.slice(int,int)	某个ChannelBuffer的一部分
TruncatedChannelBuffer	slice(int index, int length)	某个ChannelBuffer的一部分， 可以理解为其实位置为0的SlicedChannelBuffer
DuplicatedChannelBuffer	ChannelBuffer.duplicate()	与某个ChannelBuffer使用同样的存储， 区别是有自己的index
ReadOnlyChannelBuffer	ChannelBuffers .unmodifiableBuffer(ChannelBuffer)	不可变的buffer

 二、构造ChannelBuffer

通过工具类ChannelBuffers的静态方法来构造各种ChannelBuffer。