java nio之Buffer(一)

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。



一、属性

Buffer有四个基本属性：

1、capacity  容量，buffer能够容纳的最大元素数目，在Buffer创建时设定并不能更改

2、limit buffer中有效位置数目

3、position 下一个读或者写的位置

4、mark  用于记忆的标志位，配合reset()使用，初始值未设定，调用mark后将当前position设为值



四者关系：0 <= mark <= position <= limit <= capacity



二、API

package java.nio;

public abstract class Buffer {

public final int capacity( )

public final int position( )

public final Buffer position (int newPosition)

public final int limit( )

public final Buffer limit (int newLimit)

public final Buffer mark( )

public final Buffer reset( )

public final Buffer clear( )

public final Buffer flip( )

public final Buffer rewind( )

public final int remaining( )

public final boolean hasRemaining( )

public abstract boolean isReadOnly( );

}

支持链式调用，如：buffer.mark().position(5).reset( );

注意isReadOnly()方法决定了buffer是否可写。



三、操作

  以ByteBuffer为例，

1、访问，通过get(),get(index),其中get()从当前position位置读取，get(index)从index位置读取，不改变当前position,下面要说到的put也一样。

2、填充，通过put(byte),put(index,byte)，按照绝对位置填充也是不改变当前position属性



3、flipping，试想，我们将填充完毕的buffer传递给socket输出，那么socket读取是依据position属性确定，就会从结尾后一位开始读，这样肯定是不正确的，如果要正确的读取我们先要：

  buffer.limit(buffer.position( )).position(0);

将limit设为position, 将position设为0，这个操作就叫flipping，API直接提供了这个操作：

  buffer.flip( );

特别注意，flip()方法会改变limit属性，将limit属性从capacity设置为当前position。rewind()方法与flip()类似，但是仅将position设为0，而不改变limit，通常用于重新读取已经被flip的buffer。flip()另一个注意点是，两次调用buffer的flip方法，将使得position和limit属性都为0。



4、迭代取元素：

for (int i = 0; buffer.hasRemaining( ), i++) {

myByteArray [i] = buffer.get( );

}



int count = buffer.remaining( );

for (int i = 0; i < count, i++) {

myByteArray [i] = buffer.get( );

}

ByteBuffer不是线程安全的，前一种方式适合并发访问，后一种方式效率更高。这两种方式都是一个一个取，效率都比批量取低。



5.clear()方法，将buffer重设为空状态，也就是设置limit=capacity,position=0，以便重复利用。



6.compact()方法，用于压缩buffer，这个方法在多次重复调用时是比较低效。



7.mark(),初始是未定义的，这适合如果调用reset将抛出InvalidMarkException。调用makr()后，将当前position设为mark以便reset时返回。注意，rewind( ), clear( ), and flip( )方法都将丢弃已经创建的mark。调用limit(index),positioon(index)，如果index的值小于当前mark，mark也将被丢弃。



8.比较，可以通过equals()和compateTo()方法来比较两个buffer，前一个返回boolean，后一个返回0，-1，1。两个buffer equal的条件是：

1）类型相同

2）剩余元素的数目相等

3）剩余元素也一一相等



9、批量移动数据，为了更有效地进行数据传送，批量的数据存取肯定是不能少的，Buffer及其子类都有提供类似的方法，比如CharBuffer:

public CharBuffer get (char [] dst)

public CharBuffer get (char [] dst, int offset, int length)

public final CharBuffer put (char[] src)

public CharBuffer put (char [] src, int offset, int length)

public CharBuffer put (CharBuffer src)

public final CharBuffer put (String src)

public CharBuffer put (String src, int start, int end)

四、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，例如

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。



五、复制Buffer

   其实这个复制也是“浅拷贝”，通过duplicate()方法将返回一个新创建的buffer，这个新buffer与原来的Buffer共享数据，一样的capacity，但是有自己的position、limit和mark属性。通过asReadOnlyBuffer()方法复制的buffer与duplicate()类似，但是是只读的，不能调用put。比较特别的是slice()方法，故名思议，类似切割一个Buffer出来，与duplicate类似，但是它将从原来Buffer的当前position开始，并且capacity等于原来Buffer的剩余元素数目，也就是(limit-position)。