Java NIO Buffer说明

Buffer 有3个重要的参数：位置(position)、容量(capactiy)、上限(limit)
 位置(position): 写：当前缓冲区的位置，将从position的下一个位置写数据。 读：当前缓冲区的读取的位置，将从此位置后，读取数据。
 容量(capactiy): 写：缓冲区的总容量上限。 读：缓冲区的总容量上限。
 上限(limit): 写：缓冲区的实际上限，它总是小于等于容量。通常情况下，和容量相等。 读：代表可读取的总容量，和上次写入的数据量相等。

public static void main(String[] args) {
        ByteBuffer b = ByteBuffer.allocate(15);//15字节大小的缓冲区
        System.out.println(b);//[pos=0 lim=15 cap=15]
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            b.put((byte) i);//存入10字节数据
        }
        //pos=10 为下一个即将输入的位置
        System.out.println(b); //[pos=10 lim=15 cap=15]

        b.flip();//重置position 通常将Buffer从写模式转换为读模式需要执行此方法
        //flip()不仅重置了当前position为0，还将limt设置到当前的position的位置，
        //这样做的目的是防止在读模式中,读到应用程序根本没有进行操作的区域。
        System.out.println(b);//[pos=0 lim=10 cap=15]

        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.print(b.get()); //
        }
        System.out.println();
        //执行5次读操作，和写操作一样，读操作也会将position设置到当前位置
        System.out.println(b); //[pos=5 lim=10 cap=15]

        b.flip();
        System.out.println(b);//[pos=0 lim=5 cap=15]

        //////////////////////////////////////////////////

        /**
         * 1.Buffer的创建
         */
        //从堆中分配缓冲区
        //ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
        //从既有数组中创建
        byte[] array = new byte[1024];
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(array);
        System.out.println("------------------------------------");
        /**
         * 2.重置和清空缓冲区
         * 重置 ：指重置了Buffer各项标志位，并不是真正清空了Buffer内容。
         * 它的作用在于为提取Buffer的有效数据做准备。
         *
         * rewind() //将position置零，并清除标志位(mark)
         *      out.wirte(buf);//从Buffer读取数据到Channel
         *   buf.rewind(); //回滚Buffer
         *   buf.get(array); //将Buffer的有效数据复制到数组中。
         *
         * clear()  //将position置零,同时将limit设置为capacity的大小，并清除了标志mark.
         *  由于清空了limit 便无法得知Buffer内那些数据是真实有效的，这个方法用于为重新写Buffer做准备。
         *   buf.clear(); //为读入数据到Buffer做准备
         *   in.read(buf); //从通道读入数据
         *
         * flip() //将limit设置到position所在位置，然后将position置零，并清除标志位mark,通常在读写转换时使用。
         *      buf.put(magic); //将magic数组写入Buffer
         *      in.read(buf); //从通道读入给定数据，存放到Buffer中
         *   buf.flip(); //将Buffer从读状态转换为写状态
         *   out.write(buf); //将magic和in通道中读入数据，写到通道out中。
         */

        /**
         * 3.标志(mark)缓冲区
         *  可以随时记录当前位置，然后在任意时刻回到这个位置，加快或简化数据处理流程
         *
         *  mark() //记录当前位置。
         *  reset() //用于恢复到mark所在的位置。
         */

        ByteBuffer bb= ByteBuffer.allocate(15);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            bb.put((byte) i);
        }
        System.out.println(bb);
        bb.flip();//准备读

        for (int i = 0; i < bb.limit(); i++) {
            System.out.print(bb.get());
            if(i == 4){
                bb.mark(); //在第四个位置做mark
                System.out.println("\nmark at "+ i);
            }
        }
        bb.reset();//回到mark位置 并处理后续数据
        System.out.println("\nreset to mark");

        while(bb.hasRemaining()){//后续所有数据将被处理
            System.out.print(bb.get());
        }
        System.out.println();

        System.out.println("----------------------------------");

        /**
         * 4.复制缓冲区
         *
         * duplicate() //以源缓冲区为基础，生成一个完全一样的新缓冲区，会共享相同的内存数据，任意一方数据改动都是相互可见的。
         * 两者独立维护了各自的position、limit、mark.
         *
         */
        ByteBuffer b1 = ByteBuffer.allocate(15);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            b1.put((byte) i);
        }

        ByteBuffer cp = b1.duplicate();//复制当前缓冲区
        System.out.println(b1); //[pos=10 lim=15 cap=15]
        System.out.println(cp); //[pos=10 lim=15 cap=15]

        cp.flip(); //重置缓冲区cp

        System.out.println(b1); //[pos=10 lim=15 cap=15]
        System.out.println(cp); //[pos=0 lim=10 cap=15]

        cp.put((byte) 100); //向缓冲区cp存入数据
        //数据是共享的
        System.out.println("b1="+b1.get(0)); //b1=100
        System.out.println("cp="+cp.get(0)); //cp=100

        System.out.println("-----------------------------------");

        /**
         * 5.缓冲区分片
         *
         * slice() //在现有缓冲区中，创建新的子缓冲区，子缓冲区和父缓冲区共享数据。
         * 缓冲区切片可以将一个大缓冲区进行分割处理，得到的子缓冲区都具有完整的缓冲区模型结构
         */
        ByteBuffer b2 = ByteBuffer.allocate(15);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            b2.put((byte) i);
        }
        System.out.println(b2);
        b2.position(2);
        b2.limit(6);
        ByteBuffer subBuf = b2.slice();// 生成子缓冲区

        System.out.println(b2); //[pos=2 lim=6 cap=15]
        System.out.println(subBuf); //[pos=0 lim=4 cap=4]

        for (int i = 0; i < subBuf.capacity(); i++) {
            byte bb2 = subBuf.get(i);
            bb2 *= 10; //在子缓冲区中，每个元素都剩以10
            subBuf.put(i, bb2);
        }

        b2.position(0);
        b2.limit(b2.capacity()); //重置父缓冲区， 并查看父缓冲区的数据
        System.out.println(b2);
        while(b2.hasRemaining())
            System.out.print(b2.get() + " ");
        System.out.println();
        System.out.println("--------------------------------------");

        /**
         * 6.只读缓冲区
         * asReadOnlyBuffer() //得到一个与当前缓冲区一致，并且共享内存数据的只读缓冲区。
         * 可保证核心数据安全，不被随意篡改。原始缓冲区的数据修改，只读缓冲区也是可见的。
         *
         */
        ByteBuffer b3 = ByteBuffer.allocate(15);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            b3.put((byte) i);
        }

        ByteBuffer readOnly = b3.asReadOnlyBuffer(); //创建只读缓冲区
        System.out.println(readOnly);
        readOnly.flip();

        while(readOnly.hasRemaining())
            System.out.print(readOnly.get()+ " ");
        System.out.println();
        b3.put(2,(byte) 20);//修改原始缓冲区数据
        //readOnly.put(2, (byte)20); //修改只读缓冲区 会抛出异常 java.nio.ReadOnlyBufferException

        readOnly.flip();
        while(readOnly.hasRemaining())
            System.out.print(readOnly.get()+ " "); //新改动在只读缓冲区可见
        System.out.println();

        /**
         * 7.文件映射到内存
         * FileChannel.map(); //它比常规的基于流的I/O快很多
         */
        RandomAccessFile raf;
        try {
            raf = new RandomAccessFile("a.txt", "rw");
            FileChannel fc = raf.getChannel();
            //将文件映射到内存
            MappedByteBuffer mbb = fc.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, 0, raf.length());
            /*while(mbb.hasRemaining())
                System.out.println(mbb.get());
            */
            mbb.put(0,(byte) 98); //修改文件
            raf.close();
        } catch (FileNotFoundException e) {

            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {

            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println("--------------------------------------------------");

        /**
         * 8.处理结构化数据，散射(Scattering)和聚集(Gathering)
         *
         * 散射(Scattering): 值将数据读入一组Buffer中，而不仅仅是一个。
         * 聚集(Gathering): 聚集与之相反，将数据写入一组Buffer中。
         *
         * 在散射读取中，通道依次填充每个缓冲区，填满一个缓冲区后，就开始填充下一个。缓冲区数组就是一个大缓冲区
         */

        String Path = "D://a.txt";

        try {
            //通过聚集写操作创建该文件
            ByteBuffer bookBuf = ByteBuffer.wrap("Java性能优化技巧".getBytes("utf-8"));
            ByteBuffer autBuf = ByteBuffer.wrap("葛一鸣".getBytes("utf-8"));

            int booklen = bookBuf.limit();//记录长度
            int authlen = autBuf.limit();

            ByteBuffer[] bufs = new ByteBuffer[]{bookBuf,autBuf};
            File file = new File(Path);
            if(!file.exists())
                file.createNewFile();//不存在则创建文件

            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);
            FileChannel fc = fos.getChannel();
            fc.write(bufs);//聚集写文件
            System.out.println("写入数据成功");
            fos.close();

            //使用散射读取文件
            ByteBuffer b4 = ByteBuffer.allocate(booklen);//根据实际信息构造Buffer
            ByteBuffer b5 = ByteBuffer.allocate(authlen);

            ByteBuffer[] bufss = new ByteBuffer[]{b4, b5}; //Buffer数组
            File f = new File(Path);
            FileInputStream fis = new FileInputStream(f);
            FileChannel fcl = fis.getChannel();

            fcl.read(bufss);//读入数据
            String bookName = new String(bufss[0].array(), "utf-8");//取得数据
            String authName = new String(bufss[1].array(), "utf-8");//取得数据
            System.out.println(bookName + authName);

        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }

    }