Netty ByteBuf梳理

我们知道，网络数据的基本单位总是字节。Java NIO提供了ByteBuffer作为它的字节容器，但是这个类使用起来过于复杂，而且也有些繁琐。

Netty的ByteBuffer替代品是ByteBuf，一个强大的实现，既解决了JDK API的局限性，又为网络应用程序的开发者提供了更好的API。

ByteBuf的API

Netty的数据处理API通过两个组件暴露——abstract class ByteBuf和interface ByteBufHolder。

下面是一些ByteBuf API的优点：

它可以被用户自定义的缓冲区类型扩展；
通过内置的复合缓冲区类型实现了透明的零拷贝；
容量可以按需增长（类似于JDK的StringBuilder）；
在读和写这两种模式之间切换不需要调用ByteBuffer的flip()方法；
读和写使用了不同的索引；
支持方法的链式调用；
支持引用计数；
支持池化。

其他可以用于管理ByteBuffer实例的分配，以及执行各种针对于数据容器本身和它所持有的数据的操作。

因为所有的网络通信都涉及字节序列的移动，所以高效易用的数据结构明显是必不可少的。Nety的ByteBuf实现满足并超越了这些需求。

ByteBuf维护了两个不同的索引：一个用于读取，一个用于写入。当你从ByteBuf读取时，它的readIndex将会被递增已经被读取的字节数。同样的，当你写入ByteBuf时，它的writeIndex也会被递增。

要了解这些索引两两之间的关系，如果打算读取字节直到radIndex达到writeIndex同样的值，你将会到达“可以读取的”数据的末尾。如果试图读取超过改点的数据将会触发一个IndexOutOfBoundsException。

名称为read或者write开头的ByteBuf方法，将会推进其对应的索引，而名称以ste或get开头的操作则不会。后面的这些方法将在作为一个参数传入的一个相对索引上执行操作。

ByteBufHolder接口

我们经常发现，除了实际的数据负载之外，我们还需要存储各种属性值。HTTP响应便是一个很好的例子，除了表示为字节的内容，还包括状态码、cookie等。

为了处理这种常见的用例，Netty提供了ByteBufHolder。ByteBufHolder也为Netty的高级特性提供了支持，入缓冲区池化，其中可以从池中借用ByteBuf，并且在需要时自动释放。

ByteBufHolder只有几种用于访问底层数据和引用计数的方法。

名称	描述
content()	返回由这个ByteBufHolder所持有的ByteBuf
copy()	返回这个ByteBufHolder得一个深拷贝，包括一个其所包含的ByteBuf的非共享拷贝
duplicate()	返回这个ByteBufHolder的以个浅拷贝，包括一个其所包含的ByteBuf的共享拷贝

如果想要实现一个将其有效负载存储在ByteBuf中的消息对象，那么ByteBufHolder将是个不错的选择。

ByteBuf分配

按需分配：ByteBufAllocator接口

为了降低分配和释放内存的开销，Netty通过interface ByteBufAllocator实现了（ByteBuf的）池化，它可以用来分配我们所描述过的任意类型的ByteBuf实例。使用池化是应用程序的决定，其并不会以任何方式改变ByteBuf API（的语义）。

可以通过Channel（每一个可以有一个不同的ByteBufAllocator的实例）或者绑定到ChannelHandler的ChannelHnadlerContext获取一个到ByteBufAlocator的引用。

Channel channel = ... ;

ByteBufAllocator allocator = channel.alloc();

...

ChannelHandlerContext ctx = ... ;

ByteBufAllocator allocator2 = ctx.alloc();

...

Unpooled缓冲区

可能某些情况下，你未能获取一个到ByteBufAllocator的引用。对于这种情况，Netty提供了一个简单地称为Unpooled的工具类，它提供了静态的辅助方法来创建未池化的ByteBuf实例。