java IO（六）：NIO缓冲区 Buffer

这篇引用自：https://blog.csdn.net/xialong_927/article/details/81044759

在Java NIO中，缓冲区的作用也是用来临时存储数据，可以理解为是I/O操作中数据的中转站。缓冲区直接为通道(Channel)服务，写入数据到通道或从通道读取数据，这样的操利用缓冲区数据来传递就可以达到对数据高效处理的目的。（先将一块数据读取到内存创建的缓冲区中，运行时从内存缓冲区中取数据，即可大大提高读写效率，比如8192字节的缓冲区，若硬读写，那要读写8192次[假设一次1字节]，但使用了缓冲区，读的时候，会将8192字节的数据一次性读到缓冲区中[只需要读取一次]，写的时候，也只需要对缓冲区中的数据进行改变，再一次性写入外存）除了布尔类型，对于java的每种基本数据类型，都有对应的缓冲区。另MappedByteBuffer是专门用于内存映射的一种ByteBuffer。

属性域：

所有缓冲区都有4个属性：capacity、limit、position、mark，并遵循：mark <= position <= limit <= capacity，下面是对这4个属性的解释：

Capacity：

容量，即可以容纳的最大数据量；在缓冲区创建时被设定并且不能改变

Limit ：

表示缓冲区的当前终点，不能对缓冲区超过极限的位置进行读写操作。且极限是可以修改的

Position ：

位置，下一个要被读或写的元素的索引，每次读写缓冲区数据时都会改变改值，为下次读写作准备

Mark：

标记，调用mark()来设置mark=position，再调用reset()可以让position恢复到标记的位置

实例化：

java.nio.Buffer类是一个抽象类，不能被实例化。Buffer类的直接子类，如ByteBuffer等也是抽象类，所以也不能被实例化。

但是ByteBuffer类提供了4个静态工厂方法来获得ByteBuffer的实例：

1)allocate(int capacity) ：

从堆空间中分配一个容量大小为capacity的byte数组作为缓冲区的byte数据存储器

2)allocateDirect(int capacity) ：

是不使用JVM堆栈而是通过操作系统来创建内存块用作缓冲区，它与当前操作系统能够更好的耦合，因此能进一步提高I/O操作速度。但是分配直接缓冲区的系统开销很大，因此只有在缓冲区较大并长期存在，或者需要经常重用时，才使用这种缓冲区

3)wrap(byte[] array) ：

这个缓冲区的数据会存放在byte数组中，bytes数组或buff缓冲区任何一方中数据的改动都会影响另一方。其实ByteBuffer底层本来就有一个bytes数组负责来保存buffer缓冲区中的数据，通过allocate方法系统会帮你构造一个byte数组

4)wrap(byte[] array, int offset, int length)：

在上一个方法的基础上可以指定偏移量和长度，这个offset也就是包装后byteBuffer的position，而length呢就是limit-position的大小，从而我们可以得到limit的位置为length+position(offset)

public static void main(String args[]) throws FileNotFoundException {

        System.out.println("----------Test allocate--------");
        System.out.println("before alocate:"
                + Runtime.getRuntime().freeMemory());

        // 如果分配的内存过小，调用Runtime.getRuntime().freeMemory()大小不会变化？
        // 要超过多少内存大小JVM才能感觉到？
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(102400);
        System.out.println("buffer = " + buffer);

        System.out.println("after alocate:"
                + Runtime.getRuntime().freeMemory());

        // 这部分直接用的系统内存，所以对JVM的内存没有影响
        ByteBuffer directBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(102400);
        System.out.println("directBuffer = " + directBuffer);
        System.out.println("after direct alocate:"
                + Runtime.getRuntime().freeMemory());

        System.out.println("----------Test wrap--------");
        byte[] bytes = new byte[32];
        buffer = ByteBuffer.wrap(bytes);
        System.out.println(buffer);

        buffer = ByteBuffer.wrap(bytes, 10, 10);
        System.out.println(buffer);
    }

运行结果是：

可以看到第一次创建的缓冲区，使用了JVM的内存（可用内存变小了），而第二次创建的缓冲区，直接使用系统内存，所以JVM的可用内存较上一次没有改变，接着使用wrap()创建的缓冲区，第一次直接传入数组byte，可以看到capacity和limit都是32，第二次设定了offset和length，于是初始position=offset=10，长度为10，所以limit=offset(position)+length=10+10=20。