NIO：缓冲区ByteBuffer方法讲解

       NIO是jdk1.4后引入，是为了解决普通IO效率慢的问题。NIO将最耗时的IO操作（提取和填充缓冲区）转移回操作系统，让操作系统来完成这个操作因此可以极大的提高效率。NIO是以块为单位处理数据，传统IO是以字节为单位，所以NIO更快。
       NIO是通过通道Channel来读取和写入数据的，通道就可以类比传统的IO流，通道是直接和操作系统对接的，我们不会直接从通道中读取和写入数据，而是通过缓冲区Buffer。读取数据时，不会直接从通道中读取数据，而是将数据从通道读入到缓冲区，再从缓冲区拿数据。写数据也一样，通过缓存写入到通道中。
       我们首先需要做的就是处理好缓冲区，缓冲区其实就是对数组进行了一定封装，这样整体处理起来比较方便。Java提供的缓冲区类是Buffer，使用时都是使用其子类，比如ByteBuffer，CharBuffer，每种基本数据类型都有其对应的缓冲类型（boolean除外）。
       下面看看如何使用，以ByteBuffer举例
首先要说的是四个属性：mark，position，limit，capacity
mark是一个标记，调用reset方法可以让position重新回到mark位置
position是当前位置，指向缓存数组
limit是限制指针，通过Buffer读和写都是从position到limit，不能超过limit
capacity是当前缓存的容量大小
四个指针的关系 mark<=position<=limit<=capacity
这四个怎么用，先看这几个操作，几个例子就明白了
初始化

//ByteBuffer是通过分配内存来初始化的，这样就会new出来一个子类HeapByteBuffer，在堆上创建该对象
//感兴趣的看看源码
//分配缓冲区空间:创建一个字节缓冲区，申请内存空间为8字节
ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(8);
//在堆外创建对象，不受垃圾回收的限制
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(1024);
//通过字节数组初始化ByteBuffer对象
public static ByteBuffer wrap(byte[] array,int offset, int length)
public static ByteBuffer wrap(byte[] array)

在这里插入图片描述

写入数据

//向缓冲区中写入一个字节数据
//还有其他重载方法：指定位置向缓冲中添加字节，向缓存中添加字节数组，向缓存中添加另外一个缓存
 byteBuffer.put((byte)10);
 //指定位置向缓冲区中添加字节,在3号位置添加10
 byteBuffer.put(3,(byte)10);
 //向一个缓存中添加另外一个缓存
 byteBuffer2.put(byteBuffer);

需要注意的是指定索引添加元素不会引起position位置的变化，不指定索引position位置会加1
在这里插入图片描述

获取缓存中的值

//获取缓冲中的数据，通过获取index位置的数据
byte b = byteBuffer.get(index);
//不指定索引获取缓冲数据

同样注意的是，不指定索引会引起position位置的变化，获取指定位置的数据不会引起position位置的变化
get操作源码：
在这里插入图片描述
还有几个函数需要了解一下

position()：返回当前position的值
limit()：返回当前limit的值
capacity()：返回当前capacity的值
hasRemaining()：返回position和limit之间是否有元素 即： return position < limit
remaining()：返回position和limit之间的元素数  即：return limit - position

通过例子来了解上面的三个属性是做什么用的

public class NIO_Demo {
    public static void main(String[] args) {
        //分配缓冲区空间:创建一个字节缓冲区，申请内存空间为8字节
        ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(8);
        //向缓冲区中写入数据
        byteBuffer.put((byte)10);
        byteBuffer.put((byte)20);
        byteBuffer.put((byte)30);
        byteBuffer.put((byte)40);
        //输出三个状态
        System.out.println("position:"+byteBuffer.position());
        System.out.println("limit:"+byteBuffer.limit());
        System.out.println("capacity:"+byteBuffer.capacity());

        //hasRemaining()告知在当前位置和限制之间是否有元素
        if(byteBuffer.hasRemaining()) {
            //remaining()返回当前位置与限制之间的元素数
            for (int i = 0; i < byteBuffer.remaining(); i++) {
                byte b = byteBuffer.get(i);
                System.out.println(b);
            }
        }
    }
}

在这里插入图片描述
可以看到当写入4个字节数后，position已经处于4号位置，capacity是8很好理解，因为分配了8个字节的内存，那么limit为什么也是8，有什么用？
limit的作用：为什么上面说limit是一个中转指针，当需要把缓存中数据写入到内核空间时，数据的有效范围是从position到limit，那么现在来说就是从4到8，可是很明显4-8是没有数据的，数据放在0-4，这个时候limit就要起作用了，不过需要调用一个函数flip

flip():反转此缓冲区   操作很简单： limit=position，position=0

执行完这个函数，拿到的值就正确了。
同样是上面的例子

        System.out.println("position:"+byteBuffer.position());
        System.out.println("limit:"+byteBuffer.limit());
        System.out.println("capacity:"+byteBuffer.capacity());
        //缓冲区的反转：转为有效数组   limit=position position=0 有效数据为position-limit
        byteBuffer.flip();
        //输出三个状态
        System.out.println("position:"+byteBuffer.position());
        System.out.println("limit:"+byteBuffer.limit());
        System.out.println("capacity:"+byteBuffer.capacity());

在这里插入图片描述

NIO：缓冲区ByteBuffer方法讲解

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