JAVA NIO系列（三）Buffer

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，并提供了一组方法，用来方便的访问该块内存。

1. Buffer基本用法

使用Buffer读写数据一般遵循以下四个步骤：

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写入数据时，buffer会记录下写了多少数据。一旦要读取数据，需要通过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。

一旦读完了所有的数据，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。clear()方法会清空整个缓冲区。compact()方法只会清除已经读过的数据。任何未读的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。

2. Buffer的capacity,position和limit

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NIOBuffer对象，并提供了一组方法，用来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,position和limit。position和limit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的含义总是一样的：

2.1 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）才能继续写数据往里写数据。

2.2 position

1.    当写数据到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。

2.    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。

2.3 limit

1.     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。

2.     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）

3. Buffer的分配

要想获得一个Buffer对象首先要进行分配。每一个Buffer类都有一个allocate方法。

1.    一个分配48字节capacity的ByteBuffer的例子：

ByteBufferbuf = ByteBuffer.allocate(48);

2.    分配一个可存储1024个字符的CharBuffer：

CharBufferbuf = CharBuffer.allocate(1024);

4. 向Buffer中写数据

写数据到Buffer有两种方式：

1.     从Channel写到Buffer

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

2.     通过Buffer的put方法写到Buffer里

buf.put(127);

5.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的值。

6.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

int byteswritten = inChannel.write(buf);

2.     使用get()方法从Buffer中读取数据

byte aBtye = buf.get();

7.其它方法

7.1 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）

7.2 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。

1. 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。

2.  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。

7.3 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。

7.4 equals()与compareT()方法

可以使用equals()和compareTo()方法两个Buffer。

1.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。当满足下列条件时，表示两个Buffer相等:

⑴ 有相同的类型(byte,char,int等)

⑵ Buffer中剩余的byte,char等个数相等

⑶ Buffer中剩余的btye,char等都相同

2. compare()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:

⑴第一个不相等的元素小于另一个Buffer中对应的元素。

⑵所有元素都相等，但第一个Buffer比另一个先耗尽（第一个Buffer的元素比另一个少）。

注：剩余元素是从 position到limit之间的元素