NIO的Buffer

NIO的Buffer教程

Java 中 Buffer 用于和 Java NIO 中的 Channel 进行交换。它是缓冲区，无论数据的写入或者数据的读取，都会操作缓冲区。Buffer 本质就是一个数组，它在里面封装了一些方法，用来比较方便的操作对应的数组。

Buffer描述

我们之前的文章中介绍过，Java 的基本类型都有对应的 Buffer，除了 Boolean 类型。它里面有一些比较重要的属性：capacity、position 和 limit。根据字面的意思，我们可以理解为 capacity 表示 Buffer 的容量，position 表示位置 ，limit 表示容量大小。其中 position 和 limit 的含义取决于 Buffer 处于读的模式还是写的模式。

capacity

作为一个内存块，Buffer有一个固定的大小值，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。

poisition

指定下一个被操作的元素的索引。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

在写模式下，Buffer 的 limit 表示你最多能往 Buffer 里写多少数据。limit 等于 Buffer 的 capacity。
在读模式下， 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）。

Buffer继承关系

在 NIO 中，所有的缓冲区都继承了 Buffer。最常用的就是 ByteBuffer，对于 Java 中的基本类型，它都有一个具体的 Buffer 类型与之对应，除了 Boolean 类型。它们的对应关系如下图：

Buffer下的方法

flip()

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。

rewind()

Buffer.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）。

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。
clear：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。
compact：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。

mark()与reset()方法

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。

equals()与compareTo()方法

可以使用 equals() 和 compareTo() 方法两个 Buffer。

queals 比较的是两个 buffer 的 类型，剩余数据数量和剩余的数据元素是否相同。

compareTo() 方法比较两个Buffer的剩余元素(byte、char等)。

Buffer总结

Buffer 其实就是一个特殊的数组，它里面封装了一些方法，使用户对这些数组操作更加方便，更加简单。NIO 是针对缓冲区进行操作的，所以所有的读写操作都会经过缓冲区，都是对缓冲区进行操作。