【Netty】ByteBuffer原理与使用

2024-06-16 23:28
文章标签 使用 原理 netty bytebuffer

本文主要是介绍【Netty】ByteBuffer原理与使用,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

Buffer则用来缓冲读写数据,常见的buffer有:

  • ByteBuffer

    • MappedByBuffer

    • DirectByteBuffer

    • HeapByteBuffer

  • hortBuffer

  • IntBuffer

  • LongBuffer

  • FloatBuffer

  • DoubleBuffer

  • CharBuffer


有一个普通文本文件data.txt,内容为:

1234567890abcd

使用fileChannel读取文件内容

package com.aqiuo.buffer;
​
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
​
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.RandomAccessFile;
import java.nio.Buffer;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
@Slf4j
public class ChannelDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {try (RandomAccessFile file=new RandomAccessFile("data.txt","rw")) {FileChannel channel = file.getChannel();ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(10);do {int len = channel.read(buffer);if (len == -1) {break;}log.info("得到的字节数{}", len);buffer.flip();while (buffer.hasRemaining()) {
​log.info("{}",(char) buffer.get());}buffer.clear();}while (true);}}
}
​

输出

10:39:03 [DEBUG] [main] c.i.n.ChannelDemo1 - 读到字节数:10
10:39:03 [DEBUG] [main] c.i.n.ChannelDemo1 - 1
10:39:03 [DEBUG] [main] c.i.n.ChannelDemo1 - 2
10:39:03 [DEBUG] [main] c.i.n.ChannelDemo1 - 3
10:39:03 [DEBUG] [main] c.i.n.ChannelDemo1 - 4
10:39:03 [DEBUG] [main] c.i.n.ChannelDemo1 - 5
10:39:03 [DEBUG] [main] c.i.n.ChannelDemo1 - 6
10:39:03 [DEBUG] [main] c.i.n.ChannelDemo1 - 7
10:39:03 [DEBUG] [main] c.i.n.ChannelDemo1 - 8
10:39:03 [DEBUG] [main] c.i.n.ChannelDemo1 - 9
10:39:03 [DEBUG] [main] c.i.n.ChannelDemo1 - 0
10:39:03 [DEBUG] [main] c.i.n.ChannelDemo1 - 读到字节数:4
10:39:03 [DEBUG] [main] c.i.n.ChannelDemo1 - a
10:39:03 [DEBUG] [main] c.i.n.ChannelDemo1 - b
10:39:03 [DEBUG] [main] c.i.n.ChannelDemo1 - c
10:39:03 [DEBUG] [main] c.i.n.ChannelDemo1 - d
10:39:03 [DEBUG] [main] c.i.n.ChannelDemo1 - 读到字节数:-1

2.1 ByteBuffer 正确使用姿势

  1. 向buffer写入数据,例如调用:channel.read(buffer);

  2. 调用flip切换到读模式

  3. 从buffer读取数据,例如调用buffer.get()

  4. 调用clear()或compact()切换到写模式

  5. 重入1-4步骤

2.2 ByteBuffer的结构

ByteBuffer有以下重要属性:

  • capacity

  • position

  • limit

一开始

写模式下,position是写入位置,limit相当于容量,下图表示写入4字节后的状态。

flip动作发生后,position切换为读取位置,limit切换为读取限制

读取 4 个字节后,状态:

clear动作后,状态:

compact 方法,是把未读完的部分向前压缩,然后切换至写模式

💡 调试工具类
public class ByteBufferUtil {private static final char[] BYTE2CHAR = new char[256];private static final char[] HEXDUMP_TABLE = new char[256 * 4];private static final String[] HEXPADDING = new String[16];private static final String[] HEXDUMP_ROWPREFIXES = new String[65536 >>> 4];private static final String[] BYTE2HEX = new String[256];private static final String[] BYTEPADDING = new String[16];
​static {final char[] DIGITS = "0123456789abcdef".toCharArray();for (int i = 0; i < 256; i++) {HEXDUMP_TABLE[i << 1] = DIGITS[i >>> 4 & 0x0F];HEXDUMP_TABLE[(i << 1) + 1] = DIGITS[i & 0x0F];}
​int i;
​// Generate the lookup table for hex dump paddingsfor (i = 0; i < HEXPADDING.length; i++) {int padding = HEXPADDING.length - i;StringBuilder buf = new StringBuilder(padding * 3);for (int j = 0; j < padding; j++) {buf.append("   ");}HEXPADDING[i] = buf.toString();}
​// Generate the lookup table for the start-offset header in each row (up to 64KiB).for (i = 0; i < HEXDUMP_ROWPREFIXES.length; i++) {StringBuilder buf = new StringBuilder(12);buf.append(NEWLINE);buf.append(Long.toHexString(i << 4 & 0xFFFFFFFFL | 0x100000000L));buf.setCharAt(buf.length() - 9, '|');buf.append('|');HEXDUMP_ROWPREFIXES[i] = buf.toString();}
​// Generate the lookup table for byte-to-hex-dump conversionfor (i = 0; i < BYTE2HEX.length; i++) {BYTE2HEX[i] = ' ' + StringUtil.byteToHexStringPadded(i);}
​// Generate the lookup table for byte dump paddingsfor (i = 0; i < BYTEPADDING.length; i++) {int padding = BYTEPADDING.length - i;StringBuilder buf = new StringBuilder(padding);for (int j = 0; j < padding; j++) {buf.append(' ');}BYTEPADDING[i] = buf.toString();}
​// Generate the lookup table for byte-to-char conversionfor (i = 0; i < BYTE2CHAR.length; i++) {if (i <= 0x1f || i >= 0x7f) {BYTE2CHAR[i] = '.';} else {BYTE2CHAR[i] = (char) i;}}}
​/*** 打印所有内容* @param buffer*/public static void debugAll(ByteBuffer buffer) {int oldlimit = buffer.limit();buffer.limit(buffer.capacity());StringBuilder origin = new StringBuilder(256);appendPrettyHexDump(origin, buffer, 0, buffer.capacity());System.out.println("+--------+-------------------- all ------------------------+----------------+");System.out.printf("position: [%d], limit: [%d]\n", buffer.position(), oldlimit);System.out.println(origin);buffer.limit(oldlimit);}
​/*** 打印可读取内容* @param buffer*/public static void debugRead(ByteBuffer buffer) {StringBuilder builder = new StringBuilder(256);appendPrettyHexDump(builder, buffer, buffer.position(), buffer.limit() - buffer.position());System.out.println("+--------+-------------------- read -----------------------+----------------+");System.out.printf("position: [%d], limit: [%d]\n", buffer.position(), buffer.limit());System.out.println(builder);}
​private static void appendPrettyHexDump(StringBuilder dump, ByteBuffer buf, int offset, int length) {if (isOutOfBounds(offset, length, buf.capacity())) {throw new IndexOutOfBoundsException("expected: " + "0 <= offset(" + offset + ") <= offset + length(" + length+ ") <= " + "buf.capacity(" + buf.capacity() + ')');}if (length == 0) {return;}dump.append("         +-------------------------------------------------+" +NEWLINE + "         |  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f |" +NEWLINE + "+--------+-------------------------------------------------+----------------+");
​final int startIndex = offset;final int fullRows = length >>> 4;final int remainder = length & 0xF;
​// Dump the rows which have 16 bytes.for (int row = 0; row < fullRows; row++) {int rowStartIndex = (row << 4) + startIndex;
​// Per-row prefix.appendHexDumpRowPrefix(dump, row, rowStartIndex);
​// Hex dumpint rowEndIndex = rowStartIndex + 16;for (int j = rowStartIndex; j < rowEndIndex; j++) {dump.append(BYTE2HEX[getUnsignedByte(buf, j)]);}dump.append(" |");
​// ASCII dumpfor (int j = rowStartIndex; j < rowEndIndex; j++) {dump.append(BYTE2CHAR[getUnsignedByte(buf, j)]);}dump.append('|');}
​// Dump the last row which has less than 16 bytes.if (remainder != 0) {int rowStartIndex = (fullRows << 4) + startIndex;appendHexDumpRowPrefix(dump, fullRows, rowStartIndex);
​// Hex dumpint rowEndIndex = rowStartIndex + remainder;for (int j = rowStartIndex; j < rowEndIndex; j++) {dump.append(BYTE2HEX[getUnsignedByte(buf, j)]);}dump.append(HEXPADDING[remainder]);dump.append(" |");
​// Ascii dumpfor (int j = rowStartIndex; j < rowEndIndex; j++) {dump.append(BYTE2CHAR[getUnsignedByte(buf, j)]);}dump.append(BYTEPADDING[remainder]);dump.append('|');}
​dump.append(NEWLINE +"+--------+-------------------------------------------------+----------------+");}
​private static void appendHexDumpRowPrefix(StringBuilder dump, int row, int rowStartIndex) {if (row < HEXDUMP_ROWPREFIXES.length) {dump.append(HEXDUMP_ROWPREFIXES[row]);} else {dump.append(NEWLINE);dump.append(Long.toHexString(rowStartIndex & 0xFFFFFFFFL | 0x100000000L));dump.setCharAt(dump.length() - 9, '|');dump.append('|');}}
​public static short getUnsignedByte(ByteBuffer buffer, int index) {return (short) (buffer.get(index) & 0xFF);}
}

2.3 ByteBuffer 常见方法

分配空间

可以使用allocate 方法为ByteBuffer分配空间,其他buffer类也有该方法

Bytebuffer buf = ByteBuffer.allocate(16);
向buffer写入数据

有两种方法:

调用channel的read方法

调用buffer自己的put方法

int readBytes=channel.read(buf);
buf.put((byte)127);
从buffer读取数据

同样有两种办法

  • 调用 channel 的 write 方法

  • 调用 buffer 自己的 get 方法

int writeBytes = channel.write(buf);
byte b = buf.get();

get 方法会让 position 读指针向后走,如果想重复读取数据

  • 可以调用 rewind 方法将 position 重新置为 0

  • 或者调用 get(int i) 方法获取索引 i 的内容,它不会移动读指针

mark 和 reset

mark 是在读取时,做一个标记,即使 position 改变,只要调用 reset 就能回到 mark 的位置

​
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
​
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
@Slf4j
public class TestByteBuffer {public static void main(String[] args) throws IOException {
​File file=new File("data.txt");FileInputStream fileInputStream=new FileInputStream(file);FileChannel fileChannel=fileInputStream.getChannel();ByteBuffer buffer=ByteBuffer.allocate(10);int len;
​len=fileChannel.read(buffer);log.info("读取的字节数:"+len);
​
​buffer.flip();System.out.println((char) buffer.get());System.out.println((char)buffer.get());System.out.println((char)buffer.get());buffer.mark();System.out.println((char)buffer.get());System.out.println((char)buffer.get());System.out.println((char)buffer.get());buffer.reset();System.out.println((char)buffer.get());System.out.println((char)buffer.get());System.out.println((char)buffer.get());}
​}
19:08:05.220 [main] INFO com.aqiuo.buffer.TestByteBuffer - 读取的字节数:10
1
2
3
4
5
6
4
5
6

注意

rewind 和 flip 都会清除 mark 位置

字符串和ByteBuffer的换转
package com.aqiuo.buffer;
​
import java.nio.Buffer;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.CharBuffer;
import java.nio.charset.Charset;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
​
public class TestByteBufferEncode {public static void main(String[] args) {ByteBuffer buffer1= StandardCharsets.UTF_8.encode("nihao");ByteBuffer buffer2= Charset.forName("UTF-8").encode("nihao");ByteBufferUtil.debugAll(buffer1);ByteBufferUtil.debugAll(buffer2);CharBuffer buffer3=StandardCharsets.UTF_8.decode(buffer1);System.out.println(buffer3.getClass());System.out.println(buffer3.toString());
​}
}

输出

+--------+-------------------- all ------------------------+----------------+
position: [0], limit: [5]+-------------------------------------------------+|  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f |
+--------+-------------------------------------------------+----------------+
|00000000| 6e 69 68 61 6f                                  |nihao           |
+--------+-------------------------------------------------+----------------+
+--------+-------------------- all ------------------------+----------------+
position: [0], limit: [5]+-------------------------------------------------+|  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f |
+--------+-------------------------------------------------+----------------+
|00000000| 6e 69 68 61 6f                                  |nihao           |
+--------+-------------------------------------------------+----------------+
class java.nio.HeapCharBuffer
nihao

⚠️ Buffer 的线程安全

Buffer 是非线程安全的

这篇关于【Netty】ByteBuffer原理与使用的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1067851

相关文章

一文详解如何使用Java获取PDF页面信息

《一文详解如何使用Java获取PDF页面信息》了解PDF页面属性是我们在处理文档、内容提取、打印设置或页面重组等任务时不可或缺的一环,下面我们就来看看如何使用Java语言获取这些信息吧... 目录引言一、安装和引入PDF处理库引入依赖二、获取 PDF 页数三、获取页面尺寸(宽高)四、获取页面旋转角度五、判断

C++中assign函数的使用

《C++中assign函数的使用》在C++标准模板库中,std::list等容器都提供了assign成员函数,它比操作符更灵活,支持多种初始化方式,下面就来介绍一下assign的用法,具有一定的参考价... 目录​1.assign的基本功能​​语法​2. 具体用法示例​​​(1) 填充n个相同值​​(2)

Spring StateMachine实现状态机使用示例详解

《SpringStateMachine实现状态机使用示例详解》本文介绍SpringStateMachine实现状态机的步骤,包括依赖导入、枚举定义、状态转移规则配置、上下文管理及服务调用示例,重点解... 目录什么是状态机使用示例什么是状态机状态机是计算机科学中的​​核心建模工具​​,用于描述对象在其生命

使用Python删除Excel中的行列和单元格示例详解

《使用Python删除Excel中的行列和单元格示例详解》在处理Excel数据时,删除不需要的行、列或单元格是一项常见且必要的操作,本文将使用Python脚本实现对Excel表格的高效自动化处理,感兴... 目录开发环境准备使用 python 删除 Excphpel 表格中的行删除特定行删除空白行删除含指定

深入理解Go语言中二维切片的使用

《深入理解Go语言中二维切片的使用》本文深入讲解了Go语言中二维切片的概念与应用,用于表示矩阵、表格等二维数据结构,文中通过示例代码介绍的非常详细,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧... 目录引言二维切片的基本概念定义创建二维切片二维切片的操作访问元素修改元素遍历二维切片二维切片的动态调整追加行动态

prometheus如何使用pushgateway监控网路丢包

《prometheus如何使用pushgateway监控网路丢包》:本文主要介绍prometheus如何使用pushgateway监控网路丢包问题,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误... 目录监控网路丢包脚本数据图表总结监控网路丢包脚本[root@gtcq-gt-monitor-prome

Python通用唯一标识符模块uuid使用案例详解

《Python通用唯一标识符模块uuid使用案例详解》Pythonuuid模块用于生成128位全局唯一标识符,支持UUID1-5版本,适用于分布式系统、数据库主键等场景,需注意隐私、碰撞概率及存储优... 目录简介核心功能1. UUID版本2. UUID属性3. 命名空间使用场景1. 生成唯一标识符2. 数

SpringBoot中如何使用Assert进行断言校验

《SpringBoot中如何使用Assert进行断言校验》Java提供了内置的assert机制,而Spring框架也提供了更强大的Assert工具类来帮助开发者进行参数校验和状态检查,下... 目录前言一、Java 原生assert简介1.1 使用方式1.2 示例代码1.3 优缺点分析二、Spring Fr

Android kotlin中 Channel 和 Flow 的区别和选择使用场景分析

《Androidkotlin中Channel和Flow的区别和选择使用场景分析》Kotlin协程中,Flow是冷数据流,按需触发,适合响应式数据处理;Channel是热数据流,持续发送,支持... 目录一、基本概念界定FlowChannel二、核心特性对比数据生产触发条件生产与消费的关系背压处理机制生命周期

java使用protobuf-maven-plugin的插件编译proto文件详解

《java使用protobuf-maven-plugin的插件编译proto文件详解》:本文主要介绍java使用protobuf-maven-plugin的插件编译proto文件,具有很好的参考价... 目录protobuf文件作为数据传输和存储的协议主要介绍在Java使用maven编译proto文件的插件