NIO的buffer

再熟悉一下nio,推荐大家个网站，并发编程网。

之前对这个nio的buffer就是云里雾里的，不大明白，现在再重新梳理一下。

主要内容参考：http://ifeve.com/buffers/#basicusage

NIO类库与原类库的重要区别就是提供了Buffer。所有的数据都通过Buffer来读写。

buffer主要的常用类型：

基本上java的基本数据类型都有对应，除了boolean。

ByteBuffer,CharBuffer,ShorBuffer,IntBuffer,LongBuffer,FloatBuffer,DoubleBuffer。

Buffer的基本用法

使用Buffer读写数据一般遵循以下四个步骤：

写入数据到Buffer
调用flip()方法
从Buffer中读取数据
调用clear()方法或者compact()方法

当向buffer写入数据时，buffer会记录下写了多少数据。一旦要读取数据，需要通过flip()方法将Buffer从写模式切换到读模式。在读模式下，可以读取之前写入到buffer的所有数据。

一旦读完了所有的数据，就需要清空缓冲区，让它可以再次被写入。有两种方式能清空缓冲区：调用clear()或compact()方法。clear()方法会清空整个缓冲区。compact()方法只会清除已经读过的数据。任何未读的数据都被移到缓冲区的起始处，新写入的数据将放到缓冲区未读数据的后面。

看一个例子:

public static void main(String[] args) {
     try {
          //随机读取文件操作类 file 是对文件的操作，RandomAccessFile 可以对文件内容本身进行操作 r 是只读 w 写
          File file=new File("d://report_data2.txt");
          RandomAccessFile rcf=new RandomAccessFile(file,"rw");
          //获得文件通道  FileChannel的效率很高
          FileChannel inChannel=rcf.getChannel();
          //创建一个buffer 48 是初始化长度
          ByteBuffer buf=ByteBuffer.allocate(48);
          //向buffer中写入数据
          int bytesRead = inChannel.read(buf);

          while (bytesRead!=-1){
               //切换buffer的状态 由写入切换成可读
               buf.flip();
//               buf.hasRemaining(); 缓冲区以达到上限
               while (buf.hasRemaining()){
                    System.out.println((char) buf.get());
               }
               //如果 buf.hasRemaining()=false 则继续写数据到缓冲区
               buf.flip();
               bytesRead=inChannel.read(buf);
          }
          //关闭
          rcf.close();


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

Buffer的capacity,position和limit

position和limit的含义取决于Buffer处在读模式还是写模式。不管Buffer处在什么模式，capacity的含义总是一样的。

图解：

capacity

作为一个内存块，Buffer有一个固定的大小值，也叫“capacity”.你只能往里写capacity个byte、long，char等类型。一旦Buffer满了，需要将其清空（通过读数据或者清除数据）才能继续写数据往里写数据。

position

当你写数据到Buffer中时，position表示当前的位置。初始的position值为0.当一个byte、long等数据写到Buffer后， position会向前移动到下一个可插入数据的Buffer单元。position最大可为capacity – 1.

当读取数据时，也是从某个特定位置读。当将Buffer从写模式切换到读模式，position会被重置为0. 当从Buffer的position处读取数据时，position向前移动到下一个可读的位置。

limit

在写模式下，Buffer的limit表示你最多能往Buffer里写多少数据。写模式下，limit等于Buffer的capacity。

当切换Buffer到读模式时， limit表示你最多能读到多少数据。因此，当切换Buffer到读模式时，limit会被设置成写模式下的position值。换句话说，你能读到之前写入的所有数据（limit被设置成已写数据的数量，这个值在写模式下就是position）

Buffer的分配（创建）

要想获得一个Buffer对象首先要进行分配。每一个Buffer类都有一个allocate方法。

下面是一个分配48字节capacity的ByteBuffer的例子。

 
         ByteBuffer buf = yteBuffer.allocate(48);

这是分配一个可存储1024个字符的CharBuffer：

 
         CharBuffer buf =CharBuffer.allocate(1024);

向Buffer中写数据

写数据到Buffer有两种方式：

从Channel写到Buffer。
通过Buffer的put()方法写到Buffer里。

从Channel写到Buffer的例子

 
        1 
        int bytesRead = inChannel.read(buf); //read into buffer.

通过put方法写Buffer的例子：

 
        1 
        buf.put(127);

put方法有很多版本，允许你以不同的方式把数据写入到Buffer中。例如，写到一个指定的位置，或者把一个字节数组写入到Buffer。更多Buffer实现的细节参考JavaDoc。

flip()方法

flip方法将Buffer从写模式切换到读模式。调用flip()方法会将position设回0，并将limit设置成之前position的值。

换句话说，position现在用于标记读的位置，limit表示之前写进了多少个byte、char等 —— 现在能读取多少个byte、char等。

从Buffer中读取数据

从Buffer中读取数据有两种方式：

从Buffer读取数据到Channel。
使用get()方法从Buffer中读取数据。

从Buffer读取数据到Channel的例子：

 
            1 
            //read from buffer into channel. 
          
            2 
            int bytesWritten = inChannel.write(buf);

使用get()方法从Buffer中读取数据的例子

 
            1 
            byte aByte = buf.get();

get方法有很多版本，允许你以不同的方式从Buffer中读取数据。例如，从指定position读取，或者从Buffer中读取数据到字节数组。更多Buffer实现的细节参考JavaDoc。

clear()与compact()方法

一旦读完Buffer中的数据，需要让Buffer准备好再次被写入。可以通过clear()或compact()方法来完成。

如果调用的是clear()方法，position将被设回0，limit被设置成 capacity的值。换句话说，Buffer 被清空了。 Buffer中的数据并未清除，只是这些标记告诉我们可以从哪里开始往Buffer里写数据。此时写入会覆盖原有的数据。

如果Buffer中有一些未读的数据，调用clear()方法，数据将“被遗忘”，意味着不再有任何标记会告诉你哪些数据被读过，哪些还没有。

如果Buffer中仍有未读的数据，且后续还需要这些数据，但是此时想要先先写些数据，那么使用compact()方法。

compact()方法将所有未读的数据拷贝到Buffer起始处。然后将position设到最后一个未读元素正后面。limit属性依然像clear()方法一样，设置成capacity。现在Buffer准备好写数据了，但是不会覆盖未读的数据。

例子：

public static void main(String[] args) {

// 分配 buffer
IntBuffer intBuffer=IntBuffer. allocate( 3);
System. out.println( " 写模式 --position 的位置 "+intBuffer.position()); //
intBuffer.put( 12);
intBuffer.put( 13);
intBuffer.put( 14);
System. out.println( " 写模式 --position 的位置 "+intBuffer.position());
// 切换模式
intBuffer.flip();
System. out.println( " 读模式 --position 的位置 "+intBuffer.position());
// 读取数据
System. out.println( " 读到的数据 "+intBuffer.get());
System. out.println( " 读模式 --position 的位置 "+intBuffer.position());
System. out.println( " 读到的数据 "+intBuffer.get());
//rewind() 将 position 设回 0 ，所以你可以重读 Buffer 中的所有数据。 limit 保持不变，仍然表示能从 Buffer 中读取多少个元素（ byte 、 char 等）
intBuffer.rewind();
System. out.println( " 读模式 --rewind() 后 position 的位置 "+intBuffer.position());
System. out.println( " 读到的数据 "+intBuffer.get());
// 清空已读的数据，切换到写状态此时的 postion 应该是最后一个未读元素的后面
intBuffer.compact();
System. out.println( " 读模式 --compact() 后 position 的位置 "+intBuffer.position());
intBuffer.put( 5); //rewind() 只读了一个数据所以只能存放一个数据如果放开 //intBuffer.put(6); 会报异常 java.nio.BufferOverflowException
// intBuffer.put(6);
// 清空其实只是改变了 positon postion 的位置为 0
intBuffer.clear();
System. out.println( " 清空后读到的数据，数据并未删除 "+intBuffer.get());
System. out.println( " 清空后读到的数据，数据并未删除 "+intBuffer.get());
System. out.println( " 清空后读到的数据，数据并未删除 "+intBuffer.get());
// 注意这个 postion 的位置
System. out.println( " 清空后后 position 的位置 "+intBuffer.position());
// 还是要 clear 一次
intBuffer.clear();
// 此时 put ，会覆盖 8 覆盖了 13
intBuffer.put( 8);
intBuffer.flip();
System. out.println( " 清空后读到的数据， 8 覆盖了 13 此时是： "+intBuffer.get());
}

mark()与reset()方法

通过调用Buffer.mark()方法，可以标记Buffer中的一个特定position。之后可以通过调用Buffer.reset()方法恢复到这个position。例如：

 
                1 
                buffer.mark(); 
              
                2 
                  
                3 
                //call buffer.get() a couple of times, e.g. during parsing. 
              
                4 
                  
                5 
                buffer.reset();  //set position back to mark.

equals()与compareTo()方法

可以使用equals()和compareTo()方法两个Buffer。

equals()

当满足下列条件时，表示两个Buffer相等：

有相同的类型（byte、char、int等）。
Buffer中剩余的byte、char等的个数相等。
Buffer中所有剩余的byte、char等都相同。

如你所见，equals只是比较Buffer的一部分，不是每一个在它里面的元素都比较。实际上，它只比较Buffer中的剩余元素。

compareTo()方法

compareTo()方法比较两个Buffer的剩余元素(byte、char等)，如果满足下列条件，则认为一个Buffer“小于”另一个Buffer：

第一个不相等的元素小于另一个Buffer中对应的元素。
所有元素都相等，但第一个Buffer比另一个先耗尽(第一个Buffer的元素个数比另一个少)。

（译注：剩余元素是从 position到limit之间的元素）