理解java.nio.buffer

最新推荐文章于 2025-12-05 17:02:52 发布

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#java

NIO包（java.nio.*）引入了四个关键的抽象数据类型，它们共同解决传统的I/O类中的一些问题。

1． Buffer：它是包含数据且用于读写的线形表结构。其中还提供了一个特殊类用于内存映射文件的I/O操作。

2． Charset：它提供Unicode字符串影射到字节序列以及逆影射的操作。

3． Channels：包含socket，file和pipe三种管道，它实际上是双向交流的通道。

4． Selector：它将多元异步I/O操作集中到一个或多个线程中（它可以被看成是Unix中select（）函数或Win32中WaitForSingleEvent（）函数的面向对象版本）。

其中，Channel(通道)和Buffer(缓冲)是NIO中的两个核心对象

Channel是对传统的输入/输出系统的模拟，在新IO系统中，所有的数据都需要通过通道传输：Channel与传统的InputStream,OutputStream最大的区别在于它提供了一个map()方法，通过该map()方法可以直接将“一块数据”映射到内存中。如果说传统的输入/输出系统是面向流的处理，则新IO则是面向块的处理。

Buffer可以被理解成一个容器，它的本质是一个数组，发送到Channel中的所有对象都必须首先发到Buffer中，而从Channel中读取的数据也必须先放到Buffer中。

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1.Buffer简介

缓冲区成员：

 private int mark = -1;//一个备忘位置，调用mark()方法时，mark = position;调用reset（）方法时，position=mask;
 private int position = 0;//位置，下一个要被读取或写的元素的索引，位置会自动由相应的get(),put()函数更新。
 private int limit;//上界，缓冲区第一个不能被读取或写的元素。或者说缓冲区中现存元素的计数，或者代表有效数据的末端
 private int capacity;//容量，在缓冲区被创建时设定，且永远不能被改变
 long address;

buffer中遵循这样的关系：

0<= mark <= position <=limit <=capacity

2.创建Buffer

Buffer以及其子类都无法直接new，而必须把通过他们提供的工厂方法来创建。通常有两种方式：

1、allocate

CharBuffer charBuffer = CharBuffer.allocate (100);

将在堆上分配一个可以存储100个字符的数组作为backing store。

2、wrap，包装一个已有的数组：

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。

3.操作buffer

1、填充：

现在将“Hello”填充到buffer：

b.put((byte)'H').put((byte)'e').put((byte)'l').put((byte)'l').put((byte)'0');

2、修改：

将原来的“Hello”，修改为“Mellow”

b.put(0,(byte)'M').put((byte)'w');

3、翻转：

我们已经写满了缓冲区，现在我们必须将其清空，我们想把这个缓冲区传递给一个通道，以使内容全部被写出，我们可以人工实现代码

b.limit(b.position()).position(0);

或者

b.flip();

flip()一般用于翻转缓冲区，翻转后的效果图为：翻转后的缓冲区无法写入，只能读取

注意:flip()通常用于read状态切换到write状态，或者write状态切换到read状态

int count = buffer.hasRemaining();
for (int i = 0; i<count; i++) { 
    myByteArray [i] = buffer.get( ); 
}

值得注意的是：缓冲区不是线程安全的，在需要并发操作时，需要先同步

使用b.clear()可以将缓冲区重置为空状态，b.clear() 只是将position置为0，limit设置为capacity，并不真正清空数据

4、压缩缓冲区：

buffer.compact()

调用compact()方法是丢弃已经释放掉的数据，保留未释放的数据，并使缓冲区对重新填充容量准备就绪

压缩前的缓冲区：

压缩后的缓冲区：

标记：使缓冲区能记住一个位置并在之后返回

调用mark（）时，将当前位置作为标记

调用reset（）时，返回到之前标记的地方

注意：

1，rewind( )，clear( )，flip( )总是丢弃标记

2，如果新设定的值小于当前的值，调用limit( )和position( )带有索引参数的版本会抛弃标记

执行下面代码后：设定标记为2

buffer.position(2).mark().position(4);

如果此时将缓冲区传递给管道，则“ow”将被发送，而且position会前进到6

如果此时调用reset( );则position后退到2，若此时将缓冲区传递给管道，这"llow"将被发送，而且position会前进到6

5、判断相等：

判断两个缓冲区相等的充要条件是：

1，两个对象类型相同

2，两个缓冲区剩余同样数量的元素

3，每个缓冲区被get( )函数返回的数据元素序列必须一致

6、复制缓冲区

//缓冲区复制
CharBuffer buffer = CharBuffer.allocate(10);
buffer.position(3).limit(6).mark().position(5);
CharBuffer duBuffer = buffer.duplicate();
buffer.clear();

7、分割缓冲区

//缓冲区分割
char [] myBuff = new char[100];
CharBuffer cb = CharBuffer.wrap(myBuff);
cb.position(12).limit(21);
CharBuffer sliceBuffer = cb.slice();

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