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关于java:Netty之ByteBuffer

jiezi

ByteBuffer 正确应用步骤

  1. 向 buffer 写入数据，如调用 int n = channel.read(buffer); 如果返回值 n = -1，则代表读取结束。
  2. 调用 flip() 切换至读模式
  3. 从 buffer 读取数据，例如调用 buffer.get();
  4. 调用 clear() 或 compact() 切换至写模式
  5. 循环反复 1 ~ 4 步骤

ByteBuffer 源码

ByteBuffer 主要参数：

// Invariants: mark <= position <= limit <= capacity
private int mark = -1;    // 当调用 mark() 办法后，会把 position 赋值给 mark
private int position = 0; // 示意下一个被读取或者写入的地位
private int limit;        // 示意第一个不能够被读取或者写入的元素的地位
private int capacity;     // ByteBuffer，示意能够包容的元素数量

ByteBuffer 一共有两个结构器，且都是 protected 的，因而咱们不能够应用 new 的办法结构对象

// Creates a new buffer with the given mark, position, limit, capacity,
// backing array, and array offset
//
ByteBuffer(int mark, int pos, int lim, int cap,   // package-private
             byte[] hb, int offset)
{super(mark, pos, lim, cap);
    this.hb = hb;
    this.offset = offset;
}

// Creates a new buffer with the given mark, position, limit, and capacity
//
ByteBuffer(int mark, int pos, int lim, int cap) { // package-private
    this(mark, pos, lim, cap, null, 0);
}

咱们能够应用 allocate() 和 allocateDirect() 结构 ByteBuffer。

public static ByteBuffer allocateDirect(int capacity) {return new DirectByteBuffer(capacity);
}

public static ByteBuffer allocate(int capacity) {if (capacity < 0)
        throw createCapacityException(capacity);
    return new HeapByteBuffer(capacity, capacity);
}

外部原理

当通过 allocate() 或 allocateDirect() 结构一个新的 ByteBuffer后

positon = 0; mark = -1; limit = capacity;

以后模式是写模式时：
position 即下一个要写入的地位

切换读写模式

当应用 flip() 切换至读模式时候：
limit 设置为下一个写入字节的地位
position 为下一个要读取字节的地位，每次读取完后 position++；
读取的时候如果 position 超过 limit 则抛出 BufferUnderflowException

public Buffer flip() {
    limit = position;
    position = 0;
    mark = -1;
    return this;
}

当应用 clear() 切换至读模式时：
即复原到初始状态，下一个写入字节的地位为 0
该办法相当于革除 ByteBuffer 所有状态

public Buffer clear() {
    position = 0;
    limit = capacity;
    mark = -1;
    return this;
}

还能够应用 compact() 办法切换至读模式，绝对于 clear() 办法，该办法会保留上次未读取完的字节，拷贝到外部字节数组前部，而后使得 position 为未读完字节长度。

重要办法

get()

get() 办法会让 position 读指针向后走，如果想反复读取数据

  1. 调用 rewind() 办法将 position 从新置为 0
  2. 调用 get(int i) 办法获取索引 i 的内容，它不会挪动读指针

rewind()

把 position 设为 0，相当于从头开始读

public Buffer rewind() {
    position = 0;
    mark = -1;
    return this;
}

mark() & reset()

留神：rewind() 和 flip() 都会革除 mark 地位

把以后读写地位 position 赋值给 mark 做一个标记，后续能够通过 reset() 办法复原至标记的地位

public Buffer mark() {
    mark = position;
    return this;
}

转变以后 position 为上次保留的读写地位，设置 position 为 mark

public Buffer reset() {
    int m = mark;
    if (m < 0)
        throw new InvalidMarkException();
    position = m;
    return this;
}

字符字节互转

字符串转为字节：

// 字符串间接转为字节数组
ByteBuffer buffer1 = ByteBuffer.allocate(16);
buffer1.put("hello".getBytes());
// Charset
ByteBuffer buffer2 = StandardCharsets.UTF_8.encode("hello");
// warp
ByteBuffer buffer3 = ByteBuffer.wrap("hello".getBytes());

字节转化为字符：

// ByteBuffer 转 String
String s = StandardCharsets.UTF_8.decode(buffer2).toString();
System.out.println(s);

扩散读集中写

当文本文件中为 onetwothree 时，咱们能够一次性读取到大的 ByteBuffer 而后进行宰割，这样会造成效率不高
咱们能够采取 扩散读，别离读到对应长度的 ByteBuffer 中去，而后再进行后续解决

    try (FileChannel channel = new RandomAccessFile("ScatteringReads.txt", "r").getChannel();) {ByteBuffer b1 = ByteBuffer.allocate(3);
        ByteBuffer b2 = ByteBuffer.allocate(3);
        ByteBuffer b3 = ByteBuffer.allocate(5);

        // 离开读取到对应长度 ByteBuffer 中
        channel.read(new ByteBuffer[]{b1, b2, b3});

        b1.flip();
        b2.flip();
        b3.flip();

        System.out.println(b1); // one
        System.out.println(b2); // two
        System.out.println(b3); // three
    } catch (IOException e) {e.printStackTrace();
    }

当咱们须要把一批数据写入到文件中去，能够别离写，这样会造成 IO 效率低下，能够采纳 集中写，汇集到一起，一次性写入到文件中

    ByteBuffer b1 = StandardCharsets.UTF_8.encode("hello"); // 5 个字节
    ByteBuffer b2 = StandardCharsets.UTF_8.encode("world"); // 5 个字节
    ByteBuffer b3 = StandardCharsets.UTF_8.encode("你好");   // 6 个字节

    try (FileChannel channel = new RandomAccessFile("GatheringWrites.txt", "rw").getChannel();) {channel.write(new ByteBuffer[]{b1, b2, b3});
    } catch (IOException e) {e.printStackTrace();
    }
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