NIO基础——缓冲区

基础缓冲区:


NIO支持的缓冲区一共有八种类型,分别对应其中7种基本的数据类型和一种用于文件访问的映射字节类型,如下所示:

这八种缓冲区都具有相同的概念模型,用于支撑起缓冲区的结构,由抽象基类Buffer来实现这种基础的模型结构,其中包括集中基础的概念:

容量(Capacity):用于指定某一个缓冲区的实例具体能够最大承载多少数量的内容,是缓冲区可装载内容数量的最大值。

内容极限(Limit):是指某一个缓冲区实例当前已装载内容的最大数量,可以在范围[0 , Limit)内,对缓冲区进行任意的读写访问,但不能超出此范围进行访问。

激活位置(Position):是指当前可以直接向缓冲区中读写的位置,通常认为就是当前缓冲区中当前被激活的位置。

书签(Mark):可以在任何时刻在Position的位置上设置一个书签,这样当Position位置变动后,还可以通过Mark标记回到原来的位置上。

Buffer模型:


读写缓冲区:(ByteBuffer为例)


读取缓冲区:

public abstract byte get(int index)

public abstract byte get()

写入缓冲区:

public abstract ByteBuffer put(byte b)

public abstract ByteBuffer put()

不带参数的读写,将会自动改变 Position 的位置向后移动到下一个读写位置,而带参数的读写则不会改变Position 。

读写缓冲区只能在 [ 0, limit ) 区间内进行,超出此区间,将会抛出异常。

读取前设置:


当通过写缓冲区的方法将数据信息写入的某个缓冲区后,即可将该缓冲区交付给最终使用者来读取该缓冲区了;通常,在最终交付缓冲区给最终使用者时,需要保持最终操作的状态,然后最终使用者将会根据其目的,选择对其进行设置。

当最终使用者需要对缓冲进行完整的读取时,需要对缓冲区的状态进行设置

因为刚写入数据后,缓冲区的激活位置Position还处于刚写完的位置,自动读写只能从此位置开始向后进行访问,因此读取时需要将激活位置设置到缓冲区的开始位置(0),才可以从头读取缓冲区;此外还需要同时设置可读取的范围[ 0,Limit),其中Limit 就是当前能够读取的数据的最大数量。

设置方式是通过方法:

public final Buffer flip()

此方法将做两步动作:

1、将Limit移动到当前Position的位置

2、将Position恢复到初始位置0

若连续执行两次此方法,则交付后的缓冲区将不能做任何操作,因为Limit已经变成 0。

完整读取缓冲区:


完整读取一个缓冲区 [ 0 , Limit) 的方法,是用一个称为 Remaining 的信息来判断,该信息代表了当前可读取的位置,Remaining代表了从当前可读位置Position到Limit之间还有多少个位置可以进行读取(remaining = limit - position),如下图所示:

可以通过一个方法来判断Remain是否已经为0,读取是否已经结束:

public final boolean hasRemaining()

读取示例:

while(buffer.hasRemaining() ){

        buffer.get();

}

也可以直接得到remaining的值,判断还有多少位置才能读完,可用于精准控制:

public final int remaining()

读取示例:

int size = buffer. remaining();

for(int i = 0; i < size; i++){

        buffer.get();

}

初始化缓冲区:


初始化缓冲区很简单,就是将Limit和Position都设置为初始位置即可,方法如下:

public final Buffer clear()

缓冲区初始化过程中,不会对已填充的信息进行归零,所以若此时修改Position的位置,或通过指定位置索引的get(int index)方法,仍有可能读取到上一次操作的信息内容。

缓冲区初始化后,既可以重新对其进行读写和填充了。

压缩缓冲区:


在读取具体缓冲区的过程中,若期望读取一部分或者剩余一部分,然后继续添加更多内容时,此时需要将缓冲区进行压缩,将 [ Position , Limit ) 中的内容复制到 [ 0, remaining )中,并将Limit设置到初始化位置,则只需要如下方法即可:

public abstract ByteBuffer compact()

此方法执行之后,在[ Position , Limit )区间的所有位置数据都会被完整地复制到位置 0开始的顺序位置上,Position将会设置到最后的位置,其值等于复制前 remaining的值。

复制后,Limit也将会被初始化。

添加书签:


可用如下方法在当前的激活位置Position处添加一个书签,以便在后续Position发生变化后,还能够回到该位置上:

public final Buffer mark()

此方法执行后,仅仅是将position的值复制給mark。

没加书签或对缓冲区做了clear()、flip()以及rewind()时,书签将会被初始化,mark将会被置为 -1。

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