JAVA NIO 缓冲区buffer实例

缓冲区（Buffer）

Java NIO中的Buffer用于和NIO通道进行交互。如你所知，数据是从通道读入缓冲区，从缓冲区写入到通道中的。
缓冲区本质上是一块可以写入数据，然后可以从中读取数据的内存。这块内存被包装成NIO Buffer对象，并提供了一组方法，用来方便的访问该块内存。

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。

下面是一个使用Buffer的例子：


import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.RandomAccessFile;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;

public class NIOFileChannel {
    public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {

        RandomAccessFile accessFile = new RandomAccessFile("data.txt","rw");
        FileChannel fileChannel = accessFile.getChannel();
        ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(50);
        //read 48
        //String  data  int  bool  char  long  float  doub
        //15
        //表示没有写完，缓冲区大小有限制，只读入48，剩下的等读完，清空缓存区，再次继续读入。
        int bytecount = fileChannel.read(byteBuffer);
        while (bytecount!=-1)
        {
            System.out.println("read "+ bytecount);
            byteBuffer.flip();
            bytecount = -1;
        }
        String temp = "";
        while (byteBuffer.hasRemaining())
        {
            char c = (char) byteBuffer.get();
            if(c!='\r'&&c!='\n')
            {
                temp +=c;
            }else
            {
                System.out.print(temp+" ");
                temp = "";
            }
        }
        System.out.println(temp);
        byteBuffer.clear();
        bytecount = fileChannel.read(byteBuffer);
        System.out.println(bytecount);


        //没读完继续读
        //read 50
        //String  data  int  bool  char  long  float  double
        //13
        //read 13
        //short byte
        //-1

        while (bytecount!=-1)
        {
            System.out.println("read "+ bytecount);
            byteBuffer.flip();
            bytecount = -1;
        }
        temp = "";
        while (byteBuffer.hasRemaining())
        {
            char c = (char) byteBuffer.get();
            if(c!='\r'&&c!='\n')
            {
                temp +=c;
            }else if(!temp.equals(""))
            {
                System.out.print(temp+" ");
                temp = "";
            }
        }
        System.out.println(temp);
        byteBuffer.clear();
        bytecount = fileChannel.read(byteBuffer);
        System.out.println(bytecount);
        accessFile.close();









        //RandomAccessFile accessFile = new RandomAccessFile("data.txt","rw")   ;
        //FileChannel fileChannel = accessFile.getChannel();
        //ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(100); //申请100字节的缓冲区
        //int byteRead  = fileChannel.read(buffer);
        //
        //while (byteRead!=-1)
        //{
        //    System.out.println("read"+byteRead);
        //    Thread.sleep(500);
        //    buffer.flip();
        //    byteRead = -1;
        //}
        //
        //while (buffer.hasRemaining())
        //{
        //    System.out.println((char) buffer.get());
        //}
        //buffer.clear();
        //byteRead = fileChannel.read(buffer);
        //accessFile.close();

    }
}

Buffer的capacity,position和limit

缓冲区本质上是一块可以写入数据，然后可以从中读取数据的内存。这块内存被包装成NIO Buffer对象，并提供了一组方法，用来方便的访问该块内存。

为了理解Buffer的工作原理，需要熟悉它的三个属性：

capacity
position
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。

这里有一个关于capacity，position和limit在读写模式中的说明，详细的解释在插图后面。

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的类型

Java NIO 有以下Buffer类型：

ByteBuffer
MappedByteBuffer
CharBuffer
DoubleBuffer
FloatBuffer
IntBuffer
LongBuffer
ShortBuffer

如你所见，这些Buffer类型代表了不同的数据类型。换句话说，就是可以通过char，short，int，long，float 或 double类型来操作缓冲区中的字节。
MappedByteBuffer 有些特别，在涉及它的专门章节中再讲。

Buffer的分配
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。


  
  
   
   
    
    
     
     
    
    
    
    
     
     
      
      ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(
      
      48);
     
     
    
    
   
   
    
    
     
     
    
    
    
    
     
     
      
      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。


  
  
   
   
    
    
     
     
    
    
    
    
     
     
      
      int bytesRead = inChannel.read(buf); 
      
      //从channel写 
     
     
    
    
   
   
    
    
     
     
    
    
    
    
     
     
      
      buf.put(
      
      127); 
      
      //通过put方法写


import java.io.RandomAccessFile;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;

public class channelWrite {
    // 写之前数据：
    //String
//data
//int
//bool
//char
//long
//float
//double
//short
//byte
    public static void main(String[] args) throws Exception, InterruptedException
    {
        RandomAccessFile accessFile = new RandomAccessFile("data.txt","rw");
        FileChannel fileChannel = accessFile.getChannel();
        ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(100);
        byteBuffer.put("hello WebClient this is from WebServer".getBytes());
        byteBuffer.flip();
        int bytecount = fileChannel.write(byteBuffer, 66);
        System.out.println(bytecount);

        ByteBuffer bufferread = ByteBuffer.allocate(200);
        bytecount = fileChannel.read(bufferread);
        StringBuilder stringBuffer=new StringBuilder();
        //4.将Buffer从写模式变为可读模式
        bufferread.flip();
        while (bufferread.hasRemaining()) {
            stringBuffer.append((char) bufferread.get());
        }
        System.out.println("从客户端接收到的数据："+stringBuffer);
        byteBuffer.clear();
        bytecount = fileChannel.read(byteBuffer);
        System.out.println(bytecount);

    //    结果：
//38
//从客户端接收到的数据：String
//data
//int
//bool
//char
//long
//float
//double
//short
//byte
//hello WebClient this is from WebServer
//-1
    }

}

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。


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

rewind()方法
Buffer.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）。

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。
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。

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：


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

equals()与compareTo()方法

可以使用equals()和compareTo()方法比较两个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)。

转载

缓冲区（Buffer）

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