Akka边学边写（3）-- ByteString介绍

Akka的IO层设计能够參考这篇文档，本文简介一下ByteString的设计。

Immutable消息

Actor之间是通过消息沟通的。但为了避免同步问题，消息必须是Immutable。

因此。Akka无法使用byte[]或ByteBuffer。而是设计了ByteString来表示二进制数据。理解这一点非常重要，由于ByteString是不可变的。所以ByteString的非常多看似改动状态的方法实际上都是返回一个新的ByteString实例。

假设对String或BigInteger等Java自带的不可变类比較了解。那么就非常easy理解这一点。

Rope数据结构

ByteString是一种类似Rope的数据结构，例如以下图所看到的：

尽管在内部ByteString使用树形结构存储了n个小byte[]，但从外部来看。ByteString仍然像是一个大的byte[]。

工厂方法

ByteString是抽象类。不能直接实例化。能够使用工厂方法来创建ByteString实例，ByteString提供了6个工厂方法，例如以下所看到的：

public static ByteString empty()
public static ByteString fromArray(byte[] array)
public static ByteString fromArray(byte[] array, int offset, int length)
public static ByteString fromString(String string)
public static ByteString fromString(String string, String charset)
public static ByteString fromByteBuffer(ByteBuffer buffer)

empty()方法返回一个空的ByteString，其余方法能够依据byte[]。String或者ByteBuffer来创建ByteString实例。须要注意的是，为了保证状态不可改变，工厂方法可能会对数据进行拷贝。

经常用法

以下是比較经常使用的一些ByteString方法（我用String的类似方法给出解释）：

• public int size() // string.length()
  
• public ByteString concat(ByteString bs) // string.concat(str)
  
• public byte head() // string.charAt(0)
  
• public ByteString tail() // string.substring(1, string.length())
• public ByteString take(int n) // string.substring(0, n)
• public ByteString drop(int n) // string.substring(n, string.length())
• public ByteString slice(int from, int until) // string.substring(from, until)
  

ByteStringBuilder

大家都知道，在生成一个长字符串的时候。应该用StringBuilder类（或其线程安全版本号StringBuffer）。出于相同的目的，Akka提供了ByteStringBuilder来创建ByteString。以下是ByteStringBuilder的使用方法演示样例：

ByteStringBuilder bsb = new ByteStringBuilder();
bsb.append(ByteString.fromString("abc"));
bsb.putByte((byte) 1);
bsb.putInt(32, ByteOrder.BIG_ENDIAN);
bsb.putDouble(3.14, ByteOrder.BIG_ENDIAN);
bsb.putBytes(new byte[] {1, 2, 3});
ByteString bs = bsb.result();

ByteIterator

为了方便的訪问ByteString里的数据，Akka提供了ByteIterator类。

能够通过ByteString的iterator()方法获得一份ByteIterator实例，以下是ByteIterator的使用方法演示样例：

ByteIterator it = bs.iterator();
it.getByte();
it.getInt(ByteOrder.BIG_ENDIAN);
it.getDouble(ByteOrder.BIG_ENDIAN);
it.getBytes(new byte[10]);

与java.io互操作

调用ByteStringBuilder的asOutputStream()方法。能够把ByteStringBuilder当成OutputStream来使用。调用ByteIterator的asInputStream()方法。能够把ByteIterator当做InputStream来使用。

结论

ByteString从Immutable的角度来讲，和String非常相似（我猜这也是为什么起名为ByteString的原因）。

使用ByteString的时候，应该牢记这点。