Java NIO教程 Buffer

缓冲区本质上是一块可以写入数据，然后可以从中读取数据的内存，这块内存中有很多可以存储byte（或int、char等）的小单元。这块内存被包装成NIO Buffer对象，并提供了一组方法，用来方便的访问该块内存。

为了理解Buffer的工作原理，需要熟悉它的三个属性：

capacity
position
limit

简单的解释这三个属性的含义可以概括为：capacity代表这块Buffer的容量，position代表下一次读（或写）的位置，limit代表本次读（或写）的极限位置。这么简单说一下你当然是听不懂的啦（这样一下你就听懂了，岂不是显得我很没有存在感）所以下面开始详细的讲解。

capacity

作为一个内存块，Buffer有一个固定的大小值（这个大小是刚开始申请的），叫作“capacity”.你只能往里写capacity个byte、int，char等类型。

position

当你要写数据到Buffer中时，position表示当前可写的位置。初始的position值为0（也可以用过方法进行改变）。当一个byte、int等数据写到Buffer后， position会向前移动到下一个可插入数据的Buffer单元。position最大可为capacity – 1.

当读取数据时，也是从某个特定位置读。当从Buffer的position处读取数据完成时，position向前移动到下一个可读的位置。

limit

在写数据时，Buffer的limit表示你最多能往Buffer里写多少数据，position移动到limit写操作停止。初始limit的值等于Buffer的capacity。当读取数据时， limit表示你最多能读到多少数据，position移动到limit读操作停止。

无论在读数据时还是在写数据时，只要position超过了limit就会抛出异常。

控制position和limit的值

capacity的值是根据申请Buffer的大小和种类确定的，所以不能改变。而position和limit就可以根据我的需要而改变了，首先介绍一下如何查看这三个属性的值：buffer.limit()、buffer.position()、buffer.capacity()这三个方法直观、方便，我们就不再罗嗦。

接下来我们要着重看一下buffer.flip()这个方法一般用在写到读切换的时候。这个方法的能力就是将limit设为position的值，再是将position设为0。

这么做的用处是什么呢？你想想，在写数据的时候从Buffer的开始处—0位置到position位置之间已经写满了数据，如果这时候我们想要从头开始读数据的话，就要将position指向0，以便可以读取0位置的数据，然后逐个向下读取；但要读到什么位置为止呢？如果整个Buffer都读完的话，刚才所写的最后一个单元以后的单元，都是空，读取它们没有意义。所以读取到刚才所写的最后一个单元，是明智之举。而在将position置为0之前，position值就是刚才所写的最后一个单元的位置。所以在写到读切换的时候，将limit设为position的值，再是将position设为0。

这个明白了以后一切都顺了。buffer.clear()是清空Buffer的方法，但它没有真正的清除，只是将position置为0，将limit置为capacity；这样一来，你的写操作就可以将原来的数据覆盖了。就是这么简单。buffer.rewind()是将position置为0，这样一来就可以将buffer再重新读一遍，当然你还可通过它干很多事。

其实还有很多有用、有趣的方法，看看api文档吧。

基础实例和 btye与其他类型的转换

说了这么多理论，再不上代码就有人得骂街了，来个最基础的申请buffer和基本的读写吧

ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocate(48);

/*向ByteBuffer中put数据的时候，一下四种形式都可以

 * put(byte b)

 * put(byte[] src)

 * put(byte[] src, int offset, int length)

 * put(ByteBuffer src)

 * 四种形式都会移动position指针

 */

bb.put(new byte[]{1,2,4,2,-13});

bb.flip();

//hasRemaining()的作用是看看position到没到limit位置

while(bb.hasRemaining()) {

	System.out.println(bb.get());

}

还得来一段理论,再听我扯一会。Buffer共有类型有以下几种

ByteBuffer
CharBuffer
DoubleBuffer
FloatBuffer
IntBuffer
LongBuffer
ShortBuffer
MappedByteBuffer（这哥们儿有点特殊，以后单独再讲）

Buffer在nio中的主要作用就是与channel交互。但这几种类型中能与channel交互的只有ByteBuffer（坑爹的吧！）所以在用其他类型Buffer的时候，一般都是先将ByteBuffer转化为想用的类型，用的是byteBuffer.asCharBuffer()、byteBuffer.asIntBuffer()等方法进行转换。这种方式用术语来讲，叫做“产生其他种类Buffer的视图”；意思就是底层是ByteBuffer，但看起来是其它种类的Buffer，可以用相应的方法，但是视图发生了读写，底层的ByteBuffer也会发生变化。

下面这段是将ByteBuffer转化为CharBuffer视图的例子

ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocate(1024);

//将ByteBuffer转化为CharBuffer视图后，再调用put，ByteBuffer中的position指针不会移动

bb.asCharBuffer().put("Hello World");

//为了能正确的输出，这里改变了limit指针的位置，使之变到了字符数组的末尾

bb.limit("Hello World".length()*Character.BYTES);//字符数组长度*每个字符占的字节数

while(bb.hasRemaining()) {

	System.out.print(bb.getChar());

}

/*也可用如下的方法输出

 * while((c=bb.getChar())!=0) {

 *    System.out.print(c);

 * }

 */

这段例子告诉我们，视图发生了读写，底层的ByteBuffer是有感知的，以及感知如何展现出来。但真正用的时候，没这么蛮烦。因为学了后面的channel，就知道了，channel直接就把整个ByteBuffer都拿走了，就不用这样一个个的输出了。而且一个个输出的话也可以直接利用视图层，向下看

ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocate(1024);

IntBuffer ib = bb.asIntBuffer();

ib.put(new int[]{1,42,12,-12});

/*将ByteBuffer转化为IntBuffer视图后，再调用put，ByteBuffer中的position指针不会移动

 * 但是所生成的IntBuffer中的position会按正常方式移动

 * 而且整个IntBuffer的capacity会按照byte 和 int 之间的所占字节大小比例而改变*/

System.out.println("ByteBuffer.position = "+bb.position());

System.out.println("ByteBuffer.limit = "+bb.limit());

System.out.println("ByteBuffer.capacity = "+bb.capacity());

System.out.println("IntBuffer.position = "+ib.position());

System.out.println("IntBuffer.limit = "+ib.limit());

System.out.println("IntBuffer.capacity = "+ib.capacity());

ib.flip();

while(ib.hasRemaining()) {

	System.out.println(ib.get());

}

会了这些Buffer的知识就差不多了，就到这里了。多打打例子代码、多体会体会，就可以洗洗睡了，拜拜

还是那句话，有问题及时告诉我