Buffer类的简介（位于java.nio.*）

时间：2022-09-05 15:21:30

Buffer类的内部结构

Buffer是一个包装了基本数据元素数组的对象，它以及它的子类定义了一系列API用于处理数据缓存。

Buffer类的简介（位于java.nio.*）

缓存：缓存是在java.nio包中定义的。所有缓存都是Buffer类的子类，Buffer类定义了对所有缓存都通用的核心功能：当前位置、界限和容量。当前位置是缓存中下一次发生读取和写入操作的索引，当前位置通过大多数读或写操作向前推进。界限是缓存中最后一个有效位置之后下一个位置的索引值。容量是缓存能够容纳的元素的数量。通常界限等于缓存的容量。Buffer类还支持标记和重置。

Java NIO中的Buffer用于和NIO通道进行交互。如你所知，数据是从通道读入缓冲区，从缓冲区写入到通道中的。缓冲区本质上是一块可以写入数据，然后可以从中读取数据的内存。这块内存被包装成NIO Buffer对象，并且提供了一组方法，用于方便的访问该块内存。

为了理解Buffer的工作原理，需要熟悉它的三个属性：

  • capacity 容量
  • position 当前位置
  • limit  界限

position（当前位置）和limit（界限）的含义取决于Buffer处在读模式还是写模式。不管Buffer处在什么模式，capacity（容量）的含义总是一样的。

这里有一个关于capacity、position、和limit在读写模式中的说明，详细的解释在插图之后。

Buffer类的简介（位于java.nio.*）

capacity

作为一个内存块，Buffer有一个固定的大小值，也叫“capacity”。你只能往里写capacity个byte、long、char等类型。一旦Buffer满了，需要将其清空（通过读数据或者清除数据）才能继续往里写数据。

position

当你写数据到Buffer中时，position表示当前的位置。初始的position值为0.当一个byte、long等数据写到Buffer中后，position会向前移动到下一个可插入数据的Buffer单元。position 最大可为capacity-1

当读取数据时，也是从某个特定位置读。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。

limit

在写模式下，Buffer的limit表示你最多能往Buffer里写多少数据，写模式下limit等于Buffer的capacity。

当切换Buffer到读模式时，limit表示你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。换句话说，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的基本用法：

  1.写入数据到Buffer

 2.调用flip()方法

 3.从Buffer中读取数据

 4.调用clear()方法或者compact（）方法

当向buffer中写入数据时，buffer会记录下写了多少数据，需要调用flip（）方法将Buffer从写模式切换到读模式。在读模式下，可以读取之前写入到Buffer的所有数据。一旦读完了所有数据，就需要清空缓冲区，让它可以再次被写入。有两种方式可以清空缓冲区：调用clear（）或compact（）方法。clear（）方法会清空整个缓冲区。compact（）只会清除已经读过的数据。任何未读过的数据都被移到缓冲区的起始处，新写入的数据将被放到缓冲区未读数据的后面。

下面是一个使用Buffer的例子：

RandomAccessFile aFile = new RandomAccessFile("data/nio-data.txt", "rw");
FileChannel inChannel = aFile.getChannel();

//create buffer with capacity of 48 bytes
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);

int bytesRead = inChannel.read(buf); //read into buffer.
while (bytesRead != -1) {

  buf.flip();  //make buffer ready for read

  while(buf.hasRemaining()){
      System.out.print((char) buf.get()); // read 1 byte at a time
  }

  buf.clear(); //make buffer ready for writing
  bytesRead = inChannel.read(buf);
}
aFile.close();

Buffer的分配：

一，想要获得一个Buffer对象首先要进行分配。每一个Buffer类都有一个allocate方法，下面是一个分配48字节capacity的ByteBuffer的例子。

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);

这是一个可存储1024个字符的CharBuffer：

CharBuffer buf = CharBuffer.allocate(1024);
</pre><pre class="java" name="code">二，wrap，包装一个已有数组：

<pre class="java" name="code">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。 
 

向Buffer中写数据：
 

  写数据到Buffer有两种方式：
 

    

  •  从Channel写到Buffer。
    •  
 
  • 通过Buffer的put（）方法写到Buffer里
    •  



从Channel写到Buffer的例子
 
 

 

  int bytesRead = inChannel.read(buf); //read into buffer.

 

 

 




 

 

 通过put方法写Buffer的例子：
 

 

buf.put(127);
 

 
 

<span style="font-family:SimSun;font-size:18px;"> put方法有很多版本，允许你以不同的方式把数据写入到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。 更多Buffer实现的细节参考JavaDoc。</span>
 

 

 

 

 

 

       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设置成之前的position值。换句话说，position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中读取数据
 
 

从Buffer中读取数据有两种方式：
 

    

  1. 从Buffer读取数据到Channel。
    2.  
 
  2. 使用get()方法从Buffer中读取数据。
    3.  



从Buffer读取数据到Channel的例子：
 
 
   

1 
      //read from buffer into channel. 
     
 
   

2 
      
int bytesWritten = inChannel.write(buf);
 
     



使用get()方法从Buffer中读取数据的例子
 
 
   

1 
      
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。更多Buffer实现的细节参考JavaDoc
 

rewind()方法
 
 

Buffer.rewind()将position设回0，所以你可以重读Buffer中的所有数据。limit保持不变，仍然表示能从Buffer中读取多少个元素（byte、char等）。
 

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。可以通过clear()或compact()方法来完成。
 

如果调用的是clear()方法，position将被设回0，limit被设置成 capacity的值。换句话说，Buffer 被清空了。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里写数据。
 

如果Buffer中有一些未读的数据，调用clear()方法，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，且后续还需要这些数据，但是此时想要先先写些数据，那么使用compact()方法。
 

compact()方法将所有未读的数据拷贝到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，但是不会覆盖未读的数据。
 

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：
 
 
   

1 
      buffer.mark(); 
     
 
   

2 
        
     
 
   

3 
      //call buffer.get() a couple of times, e.g. during parsing. 
     
 
   

4 
        
     
 
   

5 
      
buffer.reset();  //set position back to mark.
 
     
 

equals()与compareTo()方法
 
 

可以使用equals()和compareTo()方法两个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.  
 
  2. Buffer中剩余的byte、char等的个数相等。
    3.  
 
  3. Buffer中所有剩余的byte、char等都相同。
    4.  




如你所见，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()方法
 

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.  
 
  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)。
    3.  



（译注：剩余元素是从 position到limit之间的元素）
 


 


 


 


 

 
      
       
 

       
 


 
 

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