Java NIO ByteBuffer

在 NIO 库中，所有数据都是用缓冲区处理的。在读取数据时，它是直接读到缓冲区中的。在写入数据时，它是写入到缓冲区中的。任何时候访问 NIO 中的数据，都是将它放到缓冲区中。缓冲区实质上是一个数组。通常它是一个字节数组，但是也可以使用其他种类的数组。但是一个缓冲区不仅仅 是一个数组。缓冲区提供了对数据的结构化访问，而且还可以跟踪系统的读/写进程。

buffer其实只是一个美化了的数组 。

状态变量

跟踪数据的状态情况使buffer可以自己管理数据资源

position : 其实是指从buffer读取或写入buffer的下一个元素位置。比如，已经写入buffer 3个元素那那么position就是指向第4个位置，即position设置为3（数组从0开始计）。

limit ：还有多少数据需要从buffer中取出，或还有多少空间可以放入。postition总是<=limit。

capacity : 表示buffer本身底层数组的容量。limit绝不能>capacity。

filp()：作了两件事情：1.将limit指向现在position的位置 2.将position设置为0 （limit=position;position=0）

       这个过程可以使之前buffer写入数据时改变的状态变为可以“准备读取”。因为之前写到buffer中的数据就是position 到 limit-1 两个位置之间（limit指向最后一个数据的后一个位置）。

clear():

    也作了两件事：1. limit=capacity 2.position=0

这个过程可以使buffer读取数据时改变的状态改变为“清空并准备写入”。

访问方法

以下都以bytebuffer为例

get():

   前三个get方法是相对读取。就是相对于位置状态来读取数据，并且会改变position位置状态。

   byte get();

   ByteBuffer get(byte dst[]);//读取bytebuffer中数据写入 dst[]

   ByteBuffer get(byte dst[],int offset, int length);

   

   该读取数据是绝对读取（一个byte），即会忽略limit和position值。并完全绕过了缓冲区的状态统计方法。

   就是说不会改变buffer内部的位置状态。

   byte get(int index);

 

put();

   与get类似 前四个put方法是相对读取。即受position 以及limit影响，并且会改变 position。

   ByteBuffer put( byte b );

   ByteBuffer put( byte src[] ); //从src[]写入bytebuffer

   ByteBuffer put( byte src[], int offset, int length );

   ByteBuffer put( ByteBuffer src );

   最后一个是绝对写入 不会影响position等位置状态。

   ByteBuffer put( int index, byte b );

 

除了byte的读写还有其他类型的读写方法。并且他们都存在相对以及绝 对两类。

 

操作的典型使用：

while (true) {
     buffer.clear(); // 准备将数据写入buffer
     int r = fcin.read( buffer ); // channel读取外部系统的数据并写入 buffer
     if (r==-1) {
       break;
     }
     buffer.flip(); //准备将数据读出buffer
     fcout.write( buffer ); // channel读取buffer的数据并写到相应的外部系统
}

高级应用

缓存区的分配和包装

ByteBuffer.allocate(int);方法可以分配（创建）一个byte类型的buffer。

ByteBuffer.wrap(byte[]);方法可以将一个已有的byte数组包装出一个新的bytebuffer对象。

后一种方式需要小心处理原来的那个byte数组。因为它可以直接访问了。

缓冲区的分片

分片就是建立“子缓冲区”。子缓冲区共享父缓冲区的一部分底层数组位置。

在某种意义上，子缓冲区就像原来的缓冲区中的一个窗口。

这样当改变子缓冲区的内容时，父缓冲区的相应位置也会被改变。

分片操作是根据当前position以及limit的值来确定的。

buffer.position( 3 );

buffer.limit( 7 );

ByteBuffer slice = buffer.slice();

只读缓冲区

asReadOnlyBuffer()方法可以返回一个与原buffer对象一样的对象，只是新的buffer对象是只读的。

直接缓冲区

sun的定义:给定一个直接字节缓冲区，Java 虚拟机将尽最大努力直接对它执行本机 I/O 操作。也就是说，它会在每一次调用底层操作系统的本机 I/O 操作之前(或之后)，尝试避免将缓冲区的内容拷贝到一个中间缓冲区中(或者从一个中间缓冲区中拷贝数据)。

创建directbuffer的方式是用ByteBuffer.allocateDirect( int ) ;方法替代ByteBuffer.allocate(int);

内存影射文件I/O

它读写要比其他IO快很多.

他使文件或文件的一部分由内存影射。但是只有操作该部分位置的数据才是以内存方式读写的，而不是整个文件读入内存。（并且他是一个os的底层机制。由os底层异步完成内存与物理磁盘上的数据同步）

影射文件可以通过FileChannel对象的map方法得到。

比如以下就是将一个文件的前1024个字节影射到内存，并创建一个MappedByteBuffer对象返回出来。MappedByteBuffer是ByteBuffer的一个子类。

MappedByteBuffer mbb = fc.map( FileChannel.MapMode.READ_WRITE, start, size );

 

评论

1 楼 spdx4046 2012-07-27  

我发现用数组和不用数组的差别很大很大哎！
比如：      
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate( 100 );
        ByteBuffer buffer1 = ByteBuffer.allocate(100);
       
        ByteBuffer[] bs = new ByteBuffer[2];
        bs[0] = buffer;
        bs[1] = buffer1;

然后**.read(bs)；

和

ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate( 200 );
然后**.read(buffer)

这两者的效率是几倍的关系！

本想用ByteBuffer数组的方式 处理原本需要substring方式截取字符串解析数据的，现在不能用了！