《精通并发与Netty》学习笔记（15 - 详解NIO中Buffer之position,limit,capacity）

一、前言
熟悉NIO的人想必一定不会陌生buffer中position,limit,capacity这三个属性吧，之前在学习的时候遇到一个问题:就是当你先往缓冲区写入一部分数据，然后调用flip()方法，再全部读取完数据，然后再调用flip()方法，此时这三个值的变化是怎样的，研究了一下，决定写下来分享一下。

二、正文
1、介绍

position： 它指的是下一次读取或写入的位置。

limit： 指定还有多少数据需要写出(在从缓冲区写入通道时)，或者还有多少空间可以读入数据(在从通道读入缓冲区时)，它初始化是与capacity的值一样，当调用flip()方法之后，它的值会改变成position的值，而position被置0。它箭头所指的位置是最后一位元素的下一位所在的位置*

capacity： 指定了可以存储在缓冲区中的最大数据容量，实际上，它指定了底层数组的大小，或者至少是指定了准许我们使用的底层数组的容量，这个初始化后就不会再改变了。

2、图示

以上三个属性值之间有一些相对大小的关系：0 <= position <= limit <= capacity。如果我们创建一个新的容量大小为7的ByteBuffer对象，在初始化的时候，position设置为0，limit和 capacity被设置为7，在以后使用ByteBuffer对象过程中，capacity的值不会再发生变化，而其它两个个将会随着使用而变化。三个属性值分别如图所示：

初始化：

假设我们现在要往这个缓冲区里面写入3个字节，写完之后，position的箭头就会指向3的位置，而limit不变：

此时我们想从缓冲区读取这3个字节，就必须调用flip()方法，调用了flip()方法过后，limit置为position的位置，而position被置为0，也正应证了上面所说的，position它指的是下一次读取或写入的位置，limit它箭头所指的位置是最后一位元素的下一位所在的位置：

现在我们可以调用get()方法，一直从缓冲区里面取数据，直到取完为止，也就是当position与limit的值一样时，就取完了：

这一次简单的读写操作就完成了，如果想恢复成初始状态的话，可以调用clear()方法：

之前学到这里的时候有个疑问，不知道大家想过没有，就是我们在调用了get()方法从缓冲区取完里面的数据，立马去调用flip()方法，那这三个属性的值会是什么变化？如果当我只读了2个字节的数据之后，就不读了，然后再去调用flip()，这三个值又会是怎么变化？其实不管怎么绕，你只要懂得原理，就不难，咱们先看flip()源代码做了什么：

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

这里不难发现，调用flip()方法，无非就是给这几个变量赋值，将当前的position值赋给limit，然后将position的值置为0，Mark是一个标志变量，咱们以后会提到。熟悉以上代码就不难解决我提出的2个问题：

当你读取完调用flip()的方法 positon:0 limit:3 capacity:7
当你读取2个字节之后调用flip()方法 positon:0 limit:2 capacity:7

这里就解决了我之前遇到的这三个属性值变化的问题！！！

三、测试代码
读取完调用flip：

package com.cing.nio;

import java.io.FileInputStream;
import java.nio.Buffer;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;

public class NioTest1 {
public static void main(String[] args) throws Exception{

FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\A.txt");
FileChannel fc = fis.getChannel();

ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(7);
output("初始化", buffer);

fc.read(buffer);
output("调用READ方法", buffer);

buffer.flip();
output("第一次调用flip", buffer);

while (buffer.remaining() > 0) {
byte b = buffer.get();
}
output("get()", buffer);

buffer.flip();
output("第二次flip", buffer);

fis.close();
}

public static void output(String step, Buffer buffer) {
System.out.println(step + " : ");
System.out.println("buffer: " + buffer + ", ");
}
}

输出结果为：

初始化 :
buffer: java.nio.HeapByteBuffer[pos=0 lim=7 cap=7],
调用READ方法 :
buffer: java.nio.HeapByteBuffer[pos=3 lim=7 cap=7],
第一次调用flip :
buffer: java.nio.HeapByteBuffer[pos=0 lim=3 cap=7],
get() :
buffer: java.nio.HeapByteBuffer[pos=3 lim=3 cap=7],
第二次flip :
buffer: java.nio.HeapByteBuffer[pos=0 lim=3 cap=7], 

读取2字节之后调用flip：

package com.cing.nio;

import java.io.FileInputStream;
import java.nio.Buffer;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;

public class NioTest1 {
public static void main(String[] args) throws Exception{

FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\A.txt");
FileChannel fc = fis.getChannel();

ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(7);
output("初始化", buffer);

fc.read(buffer);
output("调用READ方法", buffer);

buffer.flip();
output("第一次调用flip", buffer);

while (buffer.remaining() > 1) {
byte b = buffer.get();
}
output("get()", buffer);

buffer.flip();
output("第二次flip", buffer);

fis.close();
}

public static void output(String step, Buffer buffer) {
System.out.println(step + " : ");
System.out.println("buffer: " + buffer + ", ");
}
}

输出结果为：

初始化 :
buffer: java.nio.HeapByteBuffer[pos=0 lim=7 cap=7],
调用READ方法 :
buffer: java.nio.HeapByteBuffer[pos=3 lim=7 cap=7],
第一次调用flip :
buffer: java.nio.HeapByteBuffer[pos=0 lim=3 cap=7],
get() :
buffer: java.nio.HeapByteBuffer[pos=2 lim=3 cap=7],
第二次flip :
buffer: java.nio.HeapByteBuffer[pos=0 lim=2 cap=7],