Java NIO 之缓冲区

本文详细介绍了Java NIO中的缓冲区概念及其使用方法。包括如何通过allocate()方法创建缓冲区,利用put()方法写入数据,get()方法读取数据。此外还解释了缓冲区的四个核心属性:capacity、limit、position及mark,并通过实例演示了flip()、rewind()和clear()等常用操作。

1、缓冲区(Buffer)

在NIO中负责数据的存取。缓冲区就是数组,用于存储不同数据类型的数据,根据数据类型不同(boolean除外),提供了相应类型的缓冲区:ByteBuffer,CharBuffer,ShortBuffer,IntBuffer,LongBuffer,FloatBuffer,DoubleBuffer。

①管理方式基本一致,通过allocate()获取缓冲区

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(512);

②缓冲区存取数据的方法:

put():存入数据到缓冲区

get():获取缓冲区中的数据

③缓冲区四个核心属性

capacity:容量,缓冲区中最大的存储容量,一旦声明不能改变。

limit:界限,缓冲区中可以操作数据的大小,(limit后的数据不能读写)

position:位置,缓冲区中正在操作的位置

mark:标记,表示记录当前position的位置。可以通过reset()恢复到mark的位置

mark <= position <= limit <= capacity

测试代码:

String str = "12345";

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(512);//分配制定大小的缓冲区

System.out.println(buf.position());//0
System.out.println(buf.limit());//512
System.out.println(buf.capacity());//512

buf.put(str.getBytes());//将数据放入缓冲区

System.out.println(buf.position());//5
System.out.println(buf.limit());//512
System.out.println(buf.capacity());//512

buf.flip();//切换成读取数据模式

System.out.println(buf.position());//0
System.out.println(buf.limit());//5
System.out.println(buf.capacity());//512

byte[] des = new byte[buf.limit()];
buf.get(des);//读取缓冲区数据
System.out.println(new String(des,0,des.length));//12345

System.out.println(buf.position());//5
System.out.println(buf.limit());//5
System.out.println(buf.capacity());//512

buf.rewind();//可重复读

System.out.println(buf.position());//0
System.out.println(buf.limit());//5
System.out.println(buf.capacity());//512

buf.clear();//清空缓冲区,但是缓冲区的数据依然存在,处于“被遗忘”状态

System.out.println(buf.position());//0
System.out.println(buf.limit());//512
System.out.println(buf.capacity());//512

System.out.println((char) buf.get());//1 说明数据依然存在



Java NIO(New Input/Output)是 Java 1.4 引入的一套新的 I/O 库,旨在提高 Java 程序的 I/O 性能,其中缓冲区(Buffer)是 Java NIO 中的核心组件之一,为数据的读写提供了高效的存储和操作方式[^1]。 ### 介绍 在 Java NIO 中,Buffer 负责在 Java 虚拟机内存中存储数据,提供了一种结构化的方式来存储数据,以便更高效地进行 IO 操作。与传统的流式 IO 不同,NIO 采用面向缓冲区的方式,数据先读入一个缓冲区,然后再从缓冲区中读取或写入,操作更为灵活,也更容易进行数据操作和管理[^2]。 ### 使用方法 以下是一个简单的 Java NIO 缓冲区使用示例: ```java import java.nio.IntBuffer; public class BufferExample { public static void main(String[] args) { // 创建一个容量为 10 的 IntBuffer IntBuffer buffer = IntBuffer.allocate(10); // 写入数据到缓冲区 for (int i = 0; i < 5; i++) { buffer.put(i); } // 切换到读取模式 buffer.flip(); // 从缓冲区读取数据 while (buffer.hasRemaining()) { System.out.print(buffer.get() + " "); } // 清空缓冲区,准备下一次写入 buffer.clear(); } } ``` 上述代码中,首先使用 `allocate` 方法创建一个容量为 10 的 `IntBuffer`,然后使用 `put` 方法向缓冲区写入数据,接着使用 `flip` 方法将缓冲区从写入模式切换到读取模式,再使用 `get` 方法从缓冲区读取数据,最后使用 `clear` 方法清空缓冲区。 ### 特性 - **高效性**:Java NIO 采用面向缓冲区的方式进行 IO 操作,数据先读入缓冲区,再从缓冲区读取或写入,减少了数据的复制次数,提高了 IO 性能[^2]。 - **灵活性**:缓冲区提供了多种操作方法,如 `put`、`get`、`flip`、`clear` 等,可以方便地进行数据的读写和管理[^1]。 - **可重用性**:缓冲区可以被重复使用,通过 `clear` 或 `compact` 方法可以清空或压缩缓冲区,准备下一次的读写操作。 - **非阻塞 IO**:Java NIO 基于非阻塞 IO 模型,结合选择器(Selector)可以实现高效的并发 IO 操作,提高系统的并发处理能力[^3]。
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