缓冲区的概念以及java.nio.Buffer

基本概念

所谓缓冲区buffer，就是“临时存贮区”的意思，是暂时存放输入输出数据的一段内存。

要使用缓冲区，肯定要先分配内存，如下：
byte[] buf = new byte[10];

这里牵涉到一个概念： 容量capacity，缓冲区的大小，分配的内存的大小，
即上面的数字10。这个大小是不可变的。为什么说不可变呢？因为，内存都分配好了，
哪还能变，如果要改变大小，就要重新分配内存，重新分配内存的话，就是新的缓冲区了，
就不是本来的那个了。:)

内存分配好了，再看怎么用。

既然是临时存储，那么缓冲区的使用过程就应该是：放入数据，然后取出数据，
由此可得，缓冲区的基本操作是put和get。

比如要往里面放数据，就put！

但放到哪里呢？
这个时候，就需要一个概念：位置position，即当前的操作位置。
比如这样：
buf[0] = (byte)2;(这里的赋值操作相当于put)
这就表示把数据2放到了0这个位置，这里的position即为0。

如果没有这个position，就只能随处乱put了。就像“禁止随处大小便”一样，
随处乱put也是不行的。随处大小便出来的东西你是不会再要的，这尚且不行，
何况put的数据后面你还要再找回来，那当然就更不能乱来了。至于取数据get，
当然完全类似，哪儿put的哪儿get就是了。

再看还需要什么属性和操作。

有个计算题，说：一辆公交车，车上有22人，到站停车，上来10个，下去15；又停一次，
上来8，下去10个；又停一次，上来18，下去20；又停一次，上来66，下去1个。
请问，公交车停了几次？相信这个笑话大家听说过了。

和这个笑话类似，往缓冲区里放数据：
put一次，再put一次，再put一次,…put了好多次之后，请问，总共put了多少次？

实际上，和公交车问题的情形相反，问put多少次，意义应该不是很大。更有意义的问题是，
put了多少数据进去？这些数据都put到哪里去了？
那put了多少数据呢？没有记录的话，还是不知道。所以，
还是要记录下来，就用dataLength来记录吧。至于put到了哪里，那肯定是从buf开始的地方开始的。

那么现在总结一下缓冲区中的概念：
1.      缓冲区的容量capacity；
2.      缓冲区存取操作put/get；
3.      操作的位置position；
4.      已存入的数据的多少dataLength。

至此，缓冲区的基本概念算是基本介绍完了。

下面介绍一下java.nio.Buffer类对buf的实现。


java.nio.Buffer类对buf的实现

Buffer类里面，属性字段有：
capacity (容量)：缓冲区的容量是其空位的数量。缓冲区的容量永远不会为负并且从不会更改。

position (位置)：缓冲区的位置是下一个要读取或写入的元素的索引。
缓冲区的位置永远不会为负，并且永远不会大于其限制。

limit (限制)：缓冲区的限制是不应读取或写入的第一个元素的索引。
缓冲区的限制永远不会为负，并且永远不会大于其容量。

mark (标记）：缓冲区的标记是在调用reset 方法时其位置将被重置到该mark位置。
如果定义的标记后，位置(position)或限制(limit)调整为小于标记的值时，
该标记将被丢弃。如果未定义标记，则调用 reset 方法将导致抛出InvalidMarkException。
这几者之间的关系式如下：
0 <= 标记 <= 位置 <= 限制 <= 容量


对比基本概念和java中Buffer的实现可以看出：
capacity的意义是相同的；
position的意义是相同的；

不同的是dataLength和limit，至于mark,感觉不到什么用，不讲了。

看limit的定义，limit是一个位置索引，表示可操作和不可操作区域的分界，
position和limit之间的距离指示了可读取/存入的字节数。
在这里，java.nio.Buffer引入了新的概念：区域的概念，可操作区域和不可操作区域。

可操作区域：在put的时候，表示还有多少空间可写入，在get的时候，表示还有多少数据可读取。
注意：可操作区域，在put和get的时候，表示的含义是不同的，一个表示可用空位的多少，
一个表示可用数据的多少。在put之后，要有一个转换的过程，之后才能从缓冲区中get数据。
boolean hasRemaining()
int remaining()
这两个方法就是用来获得可读取/存入的字节数，即可操作区域的大小。

不可操作区域：不可操作区域就是字面上的意思，即不可操作的区域。在put时，
整个buf都可以写入，因此，不可操作区域是空的；在get的时候，不可操作区域是没有数据的区域。

limit：就是上述的可操作区域和不可操作区域的分界线。


上面解释了limit的基本概念，现在再详细地看一下limit和其他几个属性间的关系：


在put写入的时候，可用空间表示还没数据的部分，则limit固定的为capacity，
capacity-limit表示为不可用的空间，limit-position表示可用空间；

在get读取的时候，可用空间表示缓冲区已有数据的部分，前半部分limit-position表示可用数据，
后半部分capacity-limit表示不能操作，因为那里没有数据；

在put和get操作之间，因为可用空间上有无数据的含义不相同，需要有一个flip操作，
来更新limit，进而更新可用空间的的含义，更新之后才能操作数据。

再看基本概念中的dataLength和java.nio.Buffer中limit概念的区别：

Buffer类中引入了新的概念：区域的概念，可操作区域和不可操作区域，
limit表示这两个区域的分界线，很直观。在区域里，limit配合position就可以得到要用到的数据。

dataLength是一个数字，只表示缓冲区中数据的多少，很不形象啊。

对比dataLength和limit，limit更加形象，直接把缓冲区分成两个部分，
每个部分的含义都很清楚。limit不爽的地方是，在写读转换的时候，要flip一下，
且只能flip一下，flip多了还会出问题。

再看mark，感觉这个好像没什么用处，跟个记录position的临时变量一样，
不知道java为什么非要这个操作不可。

方法

操作分两种：
相对操作 ：操作读取或写入从当前位置开始的一个或多个元素，然后将该位置增加传输的元素的数量。
绝对操作 ：操作采用显式元素索引，不会影响位置。
缓冲区基本概念中，使用的是绝对操作，这里的相对操作，只是增加使用的便利而已。

基本概念解释清楚，操作方法应该就很好理解了，就不详细解释了，写得太累了，
操作方法请参照http://www.blogjava.net/killme2008/archive/2008/02/22/181357.html