JAVA NIO（二）緩衝區Buffer

1.Buffer介紹

緩衝區是一個用於特定基本類型數據的容器。說白了就是對byte數組的封裝。緩衝區是特定基本類型元素的線性有限序列。已知子類：ByteBuffer, CharBuffer,ShortBuffer，IntBuffer,LongBuffer, DoubleBuffer, FloatBuffer。

Buffer 的作用是用於數據的傳輸。

非直接緩衝區：通過 allocate() 方法分配緩衝區，將緩衝區建立在 JVM 的內存中。（需要將數據從內核地址空間複製到用戶地址空間）
直接緩衝區：通過 allocateDirect() 方法分配直接緩衝區，將緩衝區建立在物理內存中。可以大大提高效率。（無需將數據從內核地址空間複製到用戶地址空間，直接將數據寫到內存頁中）

下節再詳細講直接緩衝區與非直接緩衝區。

2. Buffer的核心屬性

    // Invariants: mark <= position <= limit <= capacity
    private int mark = -1;  //標記，表示記錄當前 position 的位置。可以通過 reset() 恢復到 mark 的位置
    private int position = 0;  //位置，表示緩衝區中正在操作數據的位置。
    private int limit;   //界限，表示緩衝區中可以操作數據的大小。（limit 後數據不能進行讀寫）
    private int capacity;  //容量，表示緩衝區中最大存儲數據的容量。一旦聲明不能改變。

3. Buffer的核心方法

put(byte b)：將給定單個字節寫入緩衝區的當前位置。

put(byte[] src)：將 src 中的字節寫入緩衝區的當前位置。

put(int index, byte b)：將指定字節寫入緩衝區的索引位置(不會移動 position)。                                

get() ：讀取單個字節。
get(byte[] dst)：批量讀取多個字節到 dst 中。
get(int index)：讀取指定索引位置的字節(不會移動 position)。

mark()：在緩衝區的當前位置設置標記。               

reset()： 將此緩衝區的位置重置爲以前標記的位置。

flip()：反轉此緩衝區，即由寫入緩衝區模式切換到從緩衝區讀取模式。將 limit = position，position = 0，mark = -1。

clear()：清空此緩衝區。它將limit= capacity，position = 0，mark = -1。

rewind()：使緩衝區爲重新讀取已包含的數據。它使限制保持不變，將 position = 0；mark= -1。

remaining()： 返回當前位置與限制之間的元素數。

isDirect()：判斷此字節緩衝區是否爲直接緩衝區。

4.調用方法後屬性的變化圖

5.使用示例

@Test
	public void test1(){
		String str = "abcde";
		
		//1. 分配一個指定大小的緩衝區
		ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
		
		System.out.println("-----------------allocate()----------------");
		System.out.println(buf.position());
		System.out.println(buf.limit());
		System.out.println(buf.capacity());
		
		//2. 利用 put() 存入數據到緩衝區中
		buf.put(str.getBytes());
		
		System.out.println("-----------------put()----------------");
		System.out.println(buf.position());
		System.out.println(buf.limit());
		System.out.println(buf.capacity());
		
		//3. 切換讀取數據模式
		buf.flip();
		
		System.out.println("-----------------flip()----------------");
		System.out.println(buf.position());
		System.out.println(buf.limit());
		System.out.println(buf.capacity());
		
		//4. 利用 get() 讀取緩衝區中的數據
		byte[] dst = new byte[buf.limit()];
		buf.get(dst);
		System.out.println(new String(dst, 0, dst.length));
		
		System.out.println("-----------------get()----------------");
		System.out.println(buf.position());
		System.out.println(buf.limit());
		System.out.println(buf.capacity());
		
		//5. rewind() : 可重複讀
		buf.rewind();
		
		System.out.println("-----------------rewind()----------------");
		System.out.println(buf.position());
		System.out.println(buf.limit());
		System.out.println(buf.capacity());
		
		//6. clear() : 清空緩衝區. 但是緩衝區中的數據依然存在，但是處於“被遺忘”狀態
		buf.clear();
		
		System.out.println("-----------------clear()----------------");
		System.out.println(buf.position());
		System.out.println(buf.limit());
		System.out.println(buf.capacity());
		
		System.out.println((char)buf.get());
		
	}

	@Test
	public void test2(){
		String str = "abcde";
		
		ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
		
		buf.put(str.getBytes());
		
		buf.flip();
		byte[] dst = new byte[buf.limit()];
		buf.get(dst, 0, 2);
		System.out.println(new String(dst, 0, 2));
		System.out.println(buf.position());
		
		//mark() : 標記
		buf.mark();
		
		buf.get(dst, 2, 2);
		System.out.println(new String(dst, 2, 2));
		System.out.println(buf.position());
		
		//reset() : 恢復到 mark 的位置
		buf.reset();
		System.out.println(buf.position());
		
		//判斷緩衝區中是否還有剩餘數據
		if(buf.hasRemaining()){
			
			//獲取緩衝區中可以操作的數量
			System.out.println(buf.remaining());
		}
	}

	@Test
	public void test3(){
		//分配直接緩衝區
		ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocateDirect(1024);
		
		System.out.println(buf.isDirect());
	}