Netty学习笔记内存管理篇：ByteBuf

ByteBuf主要功能类继承关系图

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内部格式

ByteBuf的四种声明方式

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ByteBuf与Java NIO ByteBuffer类似，由于ByteBuffer存在一定的缺陷，具体缺陷如下：

1）ByteBuffer长度固定，一旦分配，则容量不能动态扩展和收缩

2）ByteBuffer只有一个标识位置的指针，读写的时候需要手动的调用flip()方法来进行从写到读模式的切换，否则读出来的内容就是错误的。

而Netty实现的ByteBuf类似ByteBuffer，但其克服了以上两个缺点，其支持动态扩容和收缩，利用两个标识位置的指针来协助读写操作。

内部格式

ByteBuf维护了一个byte数组，它的内部格式是这个样子：

 *      +-------------------+------------------+------------------+
 *      | discardable bytes |  readable bytes  |  writable bytes  |
 *      |                   |     (CONTENT)    |                  |
 *      +-------------------+------------------+------------------+
 *      |                   |                  |                  |
 *      0      <=      readerIndex   <=   writerIndex    <=    capacity

• discardable bytes 丢弃的读空间
• readable bytes 可读空间
• writeable bytes 可写空间

与原生态的ByteBuffer相比，它维护了两个指针，一个是读指针，一个是写指针，而原生态的ByteBuffer只维护了一个指针，需要调用flip方法来切换读写的状态，不易用户管理维护

读的时候，可读的区域是下标区间是[readerIndex，writeIndex)，可写区间的是[writerIndex,capacity-1]，但是discardable这段区间就会变得相对无用，既不能读，也不能写

所以我们可以使用discardReadBytes的方法进行内存空间的回收，回收之后是这样的：

 *      +------------------+--------------------------------------+
 *      |  readable bytes  |    writable bytes (got more space)   |
 *      +------------------+--------------------------------------+
 *      |                  |                                      |
 * readerIndex (0) <= writerIndex (decreased)        <=        capacity

discardReadBytes之后，可读段被移到了该内存空间的最左端，可写段从空间容量来说，变大了，变成了回收之前的可写段+discard段内存之和，这样做的唯一问题就是性能问题，因为可读段的字节迁移问题，如果大量调用该方法，会产生很多的复制操作，所以除非能获取discard的很大空间，一般情况下，高并发的情况下，不适合多调用

当然还有clear方法，这个方法简单易懂，调用之前ByteBuf是长成这样的：

 *      +-------------------+------------------+------------------+
 *      | discardable bytes |  readable bytes  |  writable bytes  |
 *      +-------------------+------------------+------------------+
 *      |                   |                  |                  |
 *      0      <=      readerIndex   <=   writerIndex    <=    capacity
调用完之后是长成这样的：
 *      +---------------------------------------------------------+
 *      |             writable bytes (got more space)             |
 *      +---------------------------------------------------------+
 *      |                                                         |
 *      0 = readerIndex = writerIndex            <=            capacity

ByteBuf除了discardReadBytes和clear方法之外，还提供了大量的丰富的读写方法，此处就不一一列举了

还有几个比较重要的API,这里也说明一下

1）duplicate方法：复制当前对象，复制后的对象与前对象共享缓冲区，且维护自己的独立索引

2）copy方法：复制一份全新的对象，内容和缓冲区都不是共享的

3）slice方法：获取调用者的子缓冲区，且与原缓冲区共享缓冲区

ByteBuf的四种声明方式

ByteBuf heapBuffer = Unpooled.buffer();
        
ByteBuf directBuffer = Unpooled.directBuffer();
        
ByteBuf wrappedBuffer = Unpooled.wrappedBuffer(new byte[128]);
        
ByteBuf copiedBuffer = Unpooled.copiedBuffer(new byte[128]);