给大忙人们看的 Java NIO 极简教程

作者 | JavaEdge

来源 | JavaEdge（ID：Java-Edge）

头图 |  CSDN 下载自东方IC

Java NIO 的 Buffer 用于和 NIO Channel（通道）交互。数据是从通道读入缓冲区，从缓冲区写入到通道中。

缓冲区本质上是块可以写入数据，再从中读数据的内存。该内存被包装成 NIO 的 Buffer 对象，并提供了一系列方法，方便开发者访问该块内存。

基本用法

使用Buffer读写数据一般四步走：

1. 写数据到 Buffer
2. 调用 buffer.flip()
3. 从 Buffer 中读取数据
4. 调用 clear() 或 compact()

当向 buffer 写数据时，buffer 会记录写了多少数据。一旦要读取数据，需通过 flip() 将 Buffer 从写模式切到读模式。在读模式下，可读之前写到 buffer 的所有数据。

一旦读完数据，就需要清空缓冲区，让它可以再次被写入。有两种方式能清空缓冲区：调用 clear() 或 compact() 方法。

1. clear() 会清空整个缓冲区
2. compact() 只会清除已经读过的数据。任何未读数据都被移到缓冲区的起始处，新写入的数据将放到缓冲区未读数据的后面。

使用Buffer的示例

死磕三座大山：capacity、position、limit

1、读写模式下的示意图

2、capacity

作为一个内存块，Buffer有个固定大小，即capacity。你只能往里写capacity个byte、long，char等。一旦Buffer满，需将其清空（通过读或清除数据）才能继续往里写数据。

3、position

取决于Buffer处在读还是写模式：

• 写数据到Buffer时，position表示当前位置。初始的position值为0，当一个byte、long等数据写到Buffer后， position会向前移动到下一个可插入数据的Buffer单元。所以position最大可为capacity–1。
• 读数据时，也是从某特定位置读。当将Buffer从写模式切换到读模式，position会被重置为0。当从Buffer的position处读取数据时，position向前移动到下一个可读的位置。

4、limit

• 写模式下，表示最多能往Buffer写多少数据。所以此时limit=capacity。
• 读模式时， limit表示最多能读到多少数据。

因此，当切换Buffer到读模式时，limit会被设置成写模式下的position值。即你能读到之前写入的所有数据（limit被设置成已写数据的数量，这个值在写模式下就是position）。

Buffer的类型

• Java NIO Buffer有如下类型 

这些Buffer类型代表了不同的数据类型，即可通过这些类型来操作缓冲区中的字节。

Buffer的分配

要想获得一个Buffer对象首先要进行分配。每个Buffer类都有一个allocate方法。

1、分配48字节capacity的ByteBuffer的例子

2、分配一个可存储1024个字符的CharBuffer

向Buffer中写数据

写数据到Buffer有两种方式：

1. 从Channel写到Buffer

   2. 通过Buffer的put()方法写到Buffer里

put方法有很多版本，允许以不同方式把数据写入到Buffer中。例如， 写到一个指定的位置，或者把一个字节数组写入到Buffer。

flip()方法

flip方法将Buffer从写模式切换到读模式。调用flip()方法会将position设回0，并将limit设置成之前position的值。

换句话说，position现在用于标记读的位置，limit表示之前写进了多少个byte、char等 —— 现在能读取多少个byte、char等。

从Buffer读数据

两种方式：

1、从Buffer读取数据到Channel。

int bytesWritten = inChannel.write(buf);

2、使用get()方法从Buffer中读取数据。

byte aByte = buf.get();

get方法有很多版本，允许你以不同的方式从Buffer中读取数据。例如，从指定position读取，或者从Buffer中读取数据到字节数组。

rewind()

Buffer.rewind()将position置0，所以可重读Buffer中的所有数据。limit保持不变，仍表示能从Buffer中读取多少个元素。

clear()与compact()方法

一旦读完Buffer中的数据，需要让Buffer准备好再次被写入。通过clear()或compact()完成。

• 调用clear() position将被置0，limit被置成 capacity的值。即 Buffer 被清空。Buffer中的数据并未清除，只是这些标记告诉我们可以从哪里开始往Buffer写数据。如果Buffer中有一些未读数据，调用clear()，数据将“被遗忘”，意味着不再有任何标记会告诉你哪些数据被读过，哪些还没有。如果Buffer中仍有未读的数据，且后续还想读这些数据，但你需要先写一些数据，那么使用compact()。
• compact() 将所有未读数据拷贝到Buffer起始处。然后将position设到最后一个未读元素正后面。limit属性依然像clear()方法一样，设置成capacity。现在Buffer准备好写数据了，但是不会覆盖未读数据。

mark()与reset()方法

通过调用Buffer.mark()方法，可以标记Buffer中的一个特定position。之后可以通过调用Buffer.reset()方法恢复到这个position。例如：

buffer.mark();
// call buffer.get() a couple of times, e.g. during parsing.
buffer.reset();

equals()与compareTo()方法

可以使用equals()和compareTo()方法比较两个Buffer。

equals()

当满足下列条件时，表示两个Buffer相等：

1. 有相同的类型（byte、char、int等）
2. Buffer中剩余的byte、char等的个数相等
3. Buffer中所有剩余的byte、char等都相同。

equals只是比较Buffer的一部分，不是每一个在它里面的元素都比较。实际上，它只比较Buffer中的剩余元素。

compareTo()

compareTo()方法比较两个Buffer的剩余元素(byte、char等)， 如果满足下列条件，则认为一个Buffer“小于”另一个Buffer：

1. 第一个不相等的元素小于另一个Buffer中对应的元素
2. 所有元素都相等，但第一个Buffer比另一个先耗尽(第一个Buffer的元素个数比另一个少)。

剩余元素是从 position到limit之间的元素。

参考

http://tutorials.jenkov.com/java-nio/buffers.html

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