1、bufferjava nio中的buffer用于和nio通道进行交互。如你所知,数据是从通道读入缓冲区,从缓冲区写入到通道中的。
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。
一、buffer的基本用法使用buffer读写数据一般遵循以下四个步骤:
写入数据到buffer
调用flip()方法
从buffer中读取数据:如直接读取或读取到channel中
调用clear()方法或者compact()方法
当向buffer写入数据时,buffer会记录下写了多少数据。一旦要读取数据,需要通过flip()方法将buffer从写模式切换到读模式。在读模式下,可以读取之前写入到buffer的所有数据。
一旦读完了所有的数据,就需要清空缓冲区,让它可以再次被写入。有两种方式能清空缓冲区:调用clear()或compact()方法。clear()方法会清空整个缓冲区。compact()方法只会清除已经读过的数据。任何未读的数据都被移到缓冲区的起始处,新写入的数据将放到缓冲区未读数据的后面。
二、buffer的capacity,position和limit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
position和limit的含义取决于buffer处在读模式还是写模式。不管buffer处在什么模式,capacity的含义总是一样的。
这里有一个关于capacity,position和limit在读写模式中的说明,详细的解释在插图后面。
capacity:容量作为一个内存块,buffer有一个固定的大小值,也叫“capacity”.你只能往里写capacity个byte、long,char等类型。一旦buffer满了,需要将其清空(通过读数据或者清除数据)才能继续写数据往里写数据。
position:当前位置当你写数据到buffer中时,position表示当前的位置。初始的position值为0.当一个byte、long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。当将buffer从写模式切换到读模式,position会被重置为0. 当从buffer的position处读取数据时,position向前移动到下一个可读的位置。
limit:最大可写/可读位置在写模式下,buffer的limit表示你最多能往buffer里写多少数据。 写模式下,limit等于buffer的capacity。
当切换buffer到读模式时, limit表示你最多能读到多少数据。因此,当切换buffer到读模式时,limit会被设置成写模式下的position值。换句话说,你能读到之前写入的所有数据(limit被设置成已写数据的数量,这个值在写模式下就是position)
三、buffer的类型java nio 有以下buffer类型
bytebuffer
mappedbytebuffer
charbuffer
doublebuffer
floatbuffer
intbuffer
longbuffer
shortbuffer
如你所见,这些buffer类型代表了不同的数据类型。换句话说,就是可以通过char,short,int,long,float 或 double类型来操作缓冲区中的字节。
mappedbytebuffer 有些特别,在涉及它的专门章节中再讲。
四、buffer的分配要想获得一个buffer对象首先要进行分配。 每一个buffer类都有一个allocate方法。下面是一个分配50字节capacity的bytebuffer的例子。
bytebuffer buf = bytebuffer.allocate(50);
五、向buffer中写数据写数据到buffer有两种方式:
从channel写到buffer。
通过buffer的put()方法写到buffer里。
初始化buffer的时候放入byte数组写入buffer
public void test1() throws filenotfoundexception {//初始化容量bytebuffer buf1 = bytebuffer.allocate(48);//通过数组初始化,并将数组中的值放入缓冲区byte[] bytes = 123.getbytes(); bytebuffer buf2 = bytebuffer.wrap(bytes);//将通道中的读到缓冲区int bytesread = channel.read(bf);//通过put方法写入缓冲区,put有很多重载 buf1.put(bytes); }
put方法有很多版本,允许你以不同的方式把数据写入到buffer中。例如, 写到一个指定的位置,或者把一个字节数组写入到buffer。
flip()方法flip方法将buffer从写模式切换到读模式。调用flip()方法会将position设回0,并将limit设置成之前position的值。
换句话说,position现在用于标记读的位置,limit表示之前写进了多少个byte、char等 —— 现在能读取多少个byte、char等。
六、从buffer中读取数据从buffer中读取数据有两种方式:
从buffer读取数据到channel。
使用get()方法从buffer中读取数据。
//将缓冲区的数据写入通道 channel.write(buf1);//通过get方法获取缓冲区中数据 get有很多重载buf1.get();
get方法有很多版本,允许你以不同的方式从buffer中读取数据。例如,从指定position读取,或者从buffer中读取数据到字节数组。
七、rewind()方法:重置positionbuffer.rewind()将position设回0,所以你可以重读buffer中的所有数据。limit保持不变,仍然表示能从buffer中读取多少个元素(byte、char等)。
八、clear()与compact()方法一旦读完buffer中的数据,需要让buffer准备好再次被写入。可以通过clear()或compact()方法来完成。
如果调用的是clear()方法,position将被设回0,limit被设置成 capacity的值。换句话说,buffer 被清空了。buffer中的数据并未清除,只是这些标记告诉我们可以从哪里开始往buffer里写数据。
如果buffer中有一些未读的数据,调用clear()方法,数据将“被遗忘”,意味着不再有任何标记会告诉你哪些数据被读过,哪些还没有。
如果buffer中仍有未读的数据,且后续还需要这些数据,但是此时想要先先写些数据,那么使用compact()方法。
compact()方法将所有未读的数据拷贝到buffer起始处。然后将position设到最后一个未读元素正后面。limit属性依然像clear()方法一样,设置成capacity。现在buffer准备好写数据了,但是不会覆盖未读的数据。
九、mark()与reset()方法:标记位置和返回位置通过调用buffer.mark()方法,可以标记buffer中的一个特定position。之后可以通过调用buffer.reset()方法恢复到这个position。例如:
十、equals()与compareto()方法可以使用equals()和compareto()方法比较两个buffer。
equals()当满足下列条件时,表示两个buffer相等:
有相同的类型(byte、char、int等)。
buffer中剩余的byte、char等的个数相等。
buffer中所有剩余的byte、char等都相同。
如你所见,equals只是比较buffer的一部分,不是每一个在它里面的元素都比较。实际上,它只比较buffer中的剩余元素。
compareto()方法compareto()方法比较两个buffer的剩余元素(byte、char等), 如果满足下列条件,则认为一个buffer“小于”另一个buffer:
第一个不相等的元素小于另一个buffer中对应的元素 。
所有元素都相等,但第一个buffer比另一个先耗尽(第一个buffer的元素个数比另一个少)。
(译注:剩余元素是从 position到limit之间的元素)
2、buffer之scatter/gather所谓的scatter和gather就是 通道对应多个缓存:将一个通道 读出到多个缓存;将多个缓存写入到一个通道
java nio开始支持scatter/gather,scatter/gather用于描述从channel(译者注:channel在中文经常翻译为通道)中读取或者写入到channel的操作。
分散(scatter)从channel中读取是指在读操作时将读取的数据写入多个buffer中。因此,channel将从channel中读取的数据“分散(scatter)”到多个buffer中
聚集(gather)写入channel是指在写操作时将多个buffer的数据写入同一个channel,因此,channel 将多个buffer中的数据“聚集(gather)”后发送到channel。
scatter / gather经常用于需要将传输的数据分开处理的场合,例如传输一个由消息头和消息体组成的消息,你可能会将消息体和消息头分散到不同的buffer中,这样你可以方便的处理消息头和消息体。
scattering reads
scattering reads是指数据从一个channel读取到多个buffer中。如下图描述:
java nio: scattering read
注意buffer首先被插入到数组,然后再将数组作为channel.read() 的输入参数。read()方法按照buffer在数组中的顺序将从channel中读取的数据写入到buffer,当一个buffer被写满后,channel紧接着向另一个buffer中写。
scattering reads在移动下一个buffer前,必须填满当前的buffer,这也意味着它不适用于动态消息(译者注:消息大小不固定)。换句话说,如果存在消息头和消息体,消息头必须完成填充(例如 128byte),scattering reads才能正常工作。
gathering writes
gathering writes是指数据从多个buffer写入到同一个channel。如下图描述:
java nio: gathering write
buffers数组是write()方法的入参,write()方法会按照buffer在数组中的顺序,将数据写入到channel,注意只有position和limit之间的数据才会被写入。因此,如果一个buffer的容量为128byte,但是仅仅包含58byte的数据,那么这58byte的数据将被写入到channel中。因此与scattering reads相反,gathering writes能较好的处理动态消息
bytebuffer header = bytebuffer.allocate(128); bytebuffer body = bytebuffer.allocate(1024); bytebuffer[] bufferarray = { header, body }; channel.read(bufferarray); //传入buffer数组即可//方便展示、直接写,写之前要反转bufferchannel.write(bufferarray);
以上就是java之buffer的用法的详细内容。
