NIO（2、Buffer）

目錄

NIO（1、概述）
NIO（2、Buffer）
NIO（3、Channel）
NIO（4、Selector）

Buffer

前文講了NIO與IO的區別，那麼這一章開始講述NIO下核心類 - Buffer類

　　上一章就說過，NIO的核心包括三個部分：通道（Channel）、選擇器（Selector）、緩衝區（Buffer），儘管還有其它的部分，例如管道（Pipe）、文件鎖（FileLock）、字符集（Charset）或甚是java.nio包下的異常類，這些都是做爲工具而被使用。

　　提及緩衝區，咱們都知道是臨時數據存儲的地方，官方給它的定義是:

A container for data of a specific primitive type. 特定基礎類型數據的容器

　　其實咱們看它的實現類就能看出來

• ByteBuffer
• CharBuffer
• DoubleBuffer
• FloatBuffer
• IntBuffer
• LongBuffer
• ShortBuffer

　　幾乎每種基礎數據類型都會有一種Buffer的實現，它們的操做方式幾乎一致，都有讀（get）/寫（put）操做，並且都是抽象類，因此，基於這些基礎類型的緩衝區，還有更具體的實現，例如ByteBuffer類有HeapByteBuffer和MappedByteBuffer兩個子類。第一次閱讀代碼可能有些奇怪，既然全部基礎類型數據的緩衝區都從Buffer類繼承，那麼Buffer類中並無抽象出讀（get）／寫（put）方法，而是每一個子類中分別抽象自己類型的讀（get）／寫（put）操做。一樣分配緩衝區大小方法（ allocate() ）也是在子類中定義，Buffer類自己並沒對外提供任何初始化的方法，即使是構造也是爲了子類繼承使用，因而可知，在使用Buffer的時候，咱們應該明確知道該使用哪一類基礎類型的緩衝區。

Capacity、Limit、Position

　　咱們閱讀Buffer類代碼會發現，Buffer類定義四個int類型的私有字段：mark、position、limit、capacity。其實瞭解完這四個字段，咱們就明白Buffer是如何工做的。

不管如何，它們的大小都會遵守這個規則 ：mark <= position <= limit <= capacity

　　這是Buffer讀／寫模式時position、limit、capacity的圖。

　　咱們看一段簡單代碼:

//code 
IntBuffer intBuffer = IntBuffer.wrap(new int[]{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7});
System.out.println("capacity -> " + intBuffer.capacity());
System.out.println("limit -> " + intBuffer.limit());
System.out.println("position -> " + intBuffer.position());
//切換讀模式
intBuffer.flip();
System.out.println("capacity -> " + intBuffer.capacity());
System.out.println("limit -> " + intBuffer.limit());
System.out.println("position -> " + intBuffer.position());
//console:
//寫模式
capacity -> 7
limit -> 7
position -> 0
//讀模式
capacity -> 7
limit -> 0
position -> 0

　　初始化了一個IntBuffer對象，而後打印capacity、limit、position的值，清楚的能夠看到，capacity和limit初始值是初始化容量的大小，position爲0。當切換讀模式時，capacity的值一樣爲7，limit和position值爲0。
　　接上一段代碼：

//code
intBuffer.clear();
intBuffer.put(100);
intBuffer.put(200);
System.out.println("position -> " + intBuffer.position());
//切換讀模式
intBuffer.flip();
int pVal0 = intBuffer.get(0);
System.out.println("capacity -> " + intBuffer.capacity());
System.out.println("limit -> " + intBuffer.limit());
System.out.println("position -> " + intBuffer.position());
//console
position -> 2
//讀模式
capacity -> 7
limit -> 2
position -> 0

　　position就是你在往Buffer中寫數據時，標示當前的位置，初始化的position確定是0，當你寫入一個數據，position就會增長1。但咱們發現咱們讀操做並不會改變position的值，由於get操做只會檢查索引有無越界，而後取出數據，並不像put操做會把position增長1。
　　另外，要說明一下的是，mark也是Buffer中的一個標記，當緩衝區初始化時、設置新的position或limit的值時、清理緩衝區時、設置讀模式時等，mark值都會被標爲-1。僅僅在使用mark()方法的時候，mark字段纔會被賦予position值。mark做爲position的一個臨時存儲的變量而存在，咱們隨時均可以調用reset()把以前存儲的原position值從新賦給position變量。當一個position不夠用時，咱們須要多一個臨時變量存儲，這彷佛就是mark存在的意義了。

　　一樣，咱們也發現capactiy就是緩衝區的容量，緩衝區的容量在初始化以後就不會變，不管你執行clear()或是compact()方法，它們都不會改變緩衝區的容量，除非被回收整個緩衝區。當咱們初始化一個緩衝區以後，在明知道容量只有3的狀況下，卻硬是塞4個值，那麼運行會拋出java.nio.BufferOverflowException異常。
　　接上一段代碼：

System.out.println("limit -> " + intBuffer.limit());
//code 1.1
intBuffer.get(5);
System.out.println("limit -> " + intBuffer.limit());
//code 1.2
intBuffer.limit(intBuffer.capacity());
intBuffer.get(5);
System.out.println("limit -> " + intBuffer.limit());

//console
limit -> 2
//code 1.1
java.lang.IndexOutOfBoundsException
//code 1.2
limit -> 7

　　limit一樣標示使用的上限，表示你能寫多少數據，或你能讀多少數據的值。換句話說，就是讀／寫的時候，limit大小決定了你能讀／寫多少。上述代碼說明了這一點，進入代碼塊時limit的值爲2，意味着只能讀索引爲0或1的數據，只有當limit被從新賦值，你才能讀取新值範圍之內的數據。

線程安全

　　Buffer類的實現，決定了這一定是線程不安全的，若是須要在多個線程中使用，咱們須要主動加上同步控制。

方法

　　這裏只介紹幾個比較重要的操做方法。
　　flip()，切換讀模式。

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

　　rewind()，重讀，能夠理解成倒帶，即使已讀過的數據內容也可重讀一遍。

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

　　clear()，清除緩衝區內容，能夠將新的數據從新寫進緩衝區.。

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