NIO之缓冲区(Buffer)的数据存取

缓冲区(Buffer)

　　一个用于特定基本数据类行的容器。有java.nio包定义的，所有缓冲区都是抽象类Buffer的子类。

　　Java NIO中的Buffer主要用于与NIO通道进行交互，数据是从通道读入到缓冲区，从缓冲区写入通道中的。

　　Buffer就像一个数组，可以保存多个相同类型的数据。根据类型不同（boolean除外），有以下Buffer常用子类：

1. ByteBuffer
2. CharBuffer
3. ShortBuffer
4. IntBuffer
5. LongBuffer
6. FloatBuffer
7. DoubleBuffer

上述Buffer类他们都采用相似的方法进行管理数据，只是各自管理的数据类型不同而已，都是通过以下方法获取一个Buffer对象：

static XxxBuffer allocate(int capacity)

创建一个容量为capacity的XxxBuffer对象。

Buffer中的重要概念

1）容量（capacity）：表示Buffer最大数据容量，缓冲区容量不能为负，并且建立后不能修改。

2）限制（limit）：第一个不应该读取或者写入的数据的索引，即位于limit后的数据不可以读写。缓冲区的限制不能为负，并且不能大于其容量（capacity）。

3）位置（position）：下一个要读取或写入的数据的索引。缓冲区的位置不能为负，并且不能大于其限制（limit）。

4）标记（mark）与重置（reset）：标记是一个索引，通过Buffer中的mark()方法指定Buffer中一个特定的position，之后可以通过调用reset()方法恢复到这个position。

java.nio.Buffer.java

 

 注意：0<=mark<=position<=limit<=capacity

测试代码：

package com.dx.nios;

import java.nio.ByteBuffer;

import org.junit.Test;

public class BufferTest {

    @Test
    public void TestBuffer() {
        ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(10);
        
        System.out.println("------------allocate------------------");
        System.out.println(byteBuffer.position());
        System.out.println(byteBuffer.limit());
        System.out.println(byteBuffer.capacity());
        
        
        byteBuffer.put("abcde".getBytes());
                
        System.out.println("------------put------------------");
        System.out.println(byteBuffer.position());
        System.out.println(byteBuffer.limit());
        System.out.println(byteBuffer.capacity());
        
        byteBuffer.flip();
        
        System.out.println("------------flip------------------");
        System.out.println(byteBuffer.position());
        System.out.println(byteBuffer.limit());
        System.out.println(byteBuffer.capacity());        
        
    }
}

输出结果：

------------allocate------------------
10
------------put------------------
10
------------flip------------------
5

分析：

Buffer常用函数介绍及测试

clear()方法

clear()方法用于写模式，其作用为情况Buffer中的内容，所谓清空是指写上限与Buffer的真实容量相同，即limit==capacity,同时将当前写位置置为最前端下标为0处。代码如下：

public final Buffer clear() { 
         position = 0; //设置当前下标为0
         limit = capacity; //设置写越界位置与和Buffer容量相同
         mark = -1; //取消标记
         return this; 
} 

rewind()方法

rewind()在读写模式下都可用，它单纯的将当前位置置0，同时取消mark标记，仅此而已；也就是说写模式下limit仍保持与Buffer容量相同，只是重头写而已；读模式下limit仍然与rewind()调用之前相同，也就是为flip()调用之前写模式下的position的最后位置，flip()调用后此位置变为了读模式的limit位置，即越界位置，代码如下：

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

flip()方法

flip()函数的作用是将写模式转变为读模式，即将写模式下的Buffer中内容的最后位置变为读模式下的limit位置，作为读越界位置，同时将当前读位置置为0，表示转换后重头开始读，同时再消除写模式下的mark标记，代码如下

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

测试

package com.dx.nios;

import java.nio.ByteBuffer;

import org.junit.Test;

public class BufferTest {

    @Test
    public void TestBuffer() {
        // 1.使用allocate()申请10个字节的缓冲区
        ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(10);
        System.out.println("------------allocate------------------");
        System.out.println(byteBuffer.position());
        System.out.println(byteBuffer.limit());
        System.out.println(byteBuffer.capacity());

        // 2.使用put()存放5个字节到缓冲区
        byteBuffer.put("abcde".getBytes());
        System.out.println("------------put------------------");
        System.out.println(byteBuffer.position());
        System.out.println(byteBuffer.limit());
        System.out.println(byteBuffer.capacity());

        // 3.切换到读取数据模式
        byteBuffer.flip();
        System.out.println("------------flip------------------");
        System.out.println(byteBuffer.position());
        System.out.println(byteBuffer.limit());
        System.out.println(byteBuffer.capacity());

        // 4.从缓冲区中读取数据
        System.out.println("------------get------------------");
        byte[] bytes = new byte[byteBuffer.limit()];
        byteBuffer.get(bytes);
        System.out.println(new String(bytes, 0, bytes.length));
        System.out.println(byteBuffer.position());
        System.out.println(byteBuffer.limit());
        System.out.println(byteBuffer.capacity());

        // 5.设置为可重复读取
        System.out.println("------------rewind------------------");
        byteBuffer.rewind();
        System.out.println(byteBuffer.position());
        System.out.println(byteBuffer.limit());
        System.out.println(byteBuffer.capacity());
        byte[] bytes2 = new byte[byteBuffer.limit()];
        byteBuffer.get(bytes2);
        System.out.println(new String(bytes2, 0, bytes2.length));
        System.out.println(byteBuffer.position());
        System.out.println(byteBuffer.limit());
        System.out.println(byteBuffer.capacity());

        // 6。clear清空缓存区，但是内容没有被清掉，还存在。只不过这些数据状态为被遗忘状态。
        System.out.println("------------clear------------------");
        byteBuffer.clear();
        System.out.println(byteBuffer.position());
        System.out.println(byteBuffer.limit());
        System.out.println(byteBuffer.capacity());
        byte[] bytes3 = new byte[10];
        byteBuffer.get(bytes3);
        System.out.println(new String(bytes3, 0, bytes3.length));
    }
}

输出:

------------allocate------------------
0
10
10
------------put------------------
5
10
10
------------flip------------------
0
5
10
------------get------------------
abcde
5
5
10
------------rewind------------------
0
5
10
abcde
5
5
10
------------clear------------------
0
10
10
abcde

mark与reset的用法

public static void main(String[] args){
        ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);
        
        System.out.println("position:"+byteBuffer.position());
        System.out.println("limit:"+byteBuffer.limit());
        System.out.println("capcity"+byteBuffer.capacity());
        System.out.println("--------------------------------");
        
        String str = "从工单里来的状态";
        for (int i = 0; i < 1; i++) {
            str+="尚未完成";
        }
        
        System.out.println("写入数据");
        byteBuffer.put(str.getBytes());
        
        System.out.println("position:"+byteBuffer.position());
        System.out.println("limit:"+byteBuffer.limit());
        System.out.println("capcity"+byteBuffer.capacity());
        System.out.println("--------------------------------");
        
        System.out.println("转换为读模式");
        byteBuffer.flip();


        byte[] bts = new byte[3];// byte数组设置的越大，一次就能放置更多的数据，但也不能太大，会影响传输，一般就是1024，这里故意设置小点为了测试
        byteBuffer.get(bts);// 方法名容易让我误解，其实是把数据填充进byte数组
        
        System.out.println("读取一个字符:"+new String(bts,0,bts.length));
        
        System.out.println("position:"+byteBuffer.position());
        System.out.println("limit:"+byteBuffer.limit());
        System.out.println("capcity"+byteBuffer.capacity());
        
        byteBuffer.get(bts);
        System.out.println("再次读取一个字符:"+new String(bts,0,bts.length));
        
        System.out.println("mark前");
        System.out.println("position:"+byteBuffer.position());
        System.out.println("limit:"+byteBuffer.limit());
        System.out.println("capcity"+byteBuffer.capacity());
        
        System.out.println("标记当前position位置");
        byteBuffer.mark();
        
        byteBuffer.get(bts);// 标记后，reset前再读取一次
        
        System.out.println("mark后");
        System.out.println("position:"+byteBuffer.position());
        System.out.println("limit:"+byteBuffer.limit());
        System.out.println("capcity"+byteBuffer.capacity());
        
        System.out.println("恢复当前position位置为之前标记的位置");
        byteBuffer.reset();
        
        System.out.println("reset后");
        System.out.println("position:"+byteBuffer.position());
        System.out.println("limit:"+byteBuffer.limit());
        System.out.println("capcity"+byteBuffer.capacity());
        
        System.out.println("reset后的position应该和mark前的poisition相等");
        System.out.println("--------------------------------");
 
        
    }

打印信息：

position:0
limit:1024
capcity1024
--------------------------------
写入数据
position:36
limit:1024
capcity1024
--------------------------------
转换为读模式
读取一个字符:从
position:3
limit:36
capcity1024
再次读取一个字符:工
mark前
position:6
limit:36
capcity1024
标记当前position位置
mark后
position:9
limit:36
capcity1024
恢复当前position位置为之前标记的位置
reset后
position:6
limit:36
capcity1024
reset后的position应该和mark前的poisition相等
--------------------------------