JAVA NIO(二) Buffer和Channel

2024-06-22 05:44
文章标签 java channel nio buffer

本文主要是介绍JAVA NIO(二) Buffer和Channel,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!

一,基本使用


1, 一个Socket连接使用一个Channel来表示,以前直接操作Socket文件描述符来对读写缓冲区操作,比如读数据到用户空间的一个byte数组,NIO中Channel对这个过程作了封装,其中用户空间的byte数组就类比Buffer。
2,Buffer用于和Channel进行交互。
  • Channel中的数据总是要先写入到Buffer,或从Buffer读取;
  • Buffer中的数据可以来源于Channel,也可以直接get和put;
3,Buffer本质上是一块可以读写的内存,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。
4,使用Buffer读写数据一般遵循以下四个步骤:
  1. 写入数据到Buffer;
  2. 调用flip()方法,切换写模式到读模式;
  3. 从Buffer中读取数据;
  4. 调用clear()方法或者compact()方法,清空缓冲区;
示例:
RandomAccessFile aFile = new RandomAccessFile("/Users/jiec/Documents/testdata/data.txt", "rw");
FileChannel inChannel = aFile.getChannel();ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);// 数据写入buffer
int bytesRead = inChannel.read(buf); 
while (bytesRead != -1) {// buffer转为读模式buf.flip();while (buf.hasRemaining()) {// 每次读一个byteSystem.out.print((char) buf.get());}// make buffer ready for writingbuf.clear();bytesRead = inChannel.read(buf);
}
aFile.close();

二,Channel的类型


Java NIO的通道操作类似BIO的流,但又有些不同:
  1. 既可以从通道中读取数据,又可以写数据到通道。但流的读写通常是单向的;
  2. 通道可以异步地读写;
  3. 通道中的数据总是要先读到一个Buffer,或者总是要从一个Buffer中写入;
Java NIO中最重要的通道的实现:
  • FileChannel:从文件中读写数据;
  • DatagramChannel:能通过UDP读写网络中的数据;
  • SocketChannel:能通过TCP读写网络中的数据;
  • ServerSocketChannel:可以监听新进来的TCP连接,像Web服务器那样。对每一个新进来的连接都会创建一个SocketChannel;

三,Buffer的类型


Java NIO 有以下Buffer类型
  • ByteBuffer
  • CharBuffer
  • DoubleBuffer
  • FloatBuffer
  • IntBuffer
  • LongBuffer
  • ShortBuffer
代表了不同的数据类型。换句话说,就是可以通过byte、char,short,int,long,float 或 double类型来操作缓冲区中的字节。

四,Buffer的属性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含义总是一样的。
capacity
内存块的容量。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
写数据时,初始position值为0,最大可为capacity–1。
读数据时,当Buffer从写模式切换到读模式,position会被重置为0。
limit
写模式,limit表示最多能往Buffer里写多少数据。 写模式下limit等于capacity。
读模式, limit表示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。

五,Buffer的分配


每一个Buffer类都有一个allocate方法。
分配48字节ByteBuffer:
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
分配1024个字符的CharBuffer:
CharBuffer buf = CharBuffer.allocate(1024);
对于ByteBuffer,看下源码:
public static ByteBuffer allocate(int capacity) {if (capacity < 0)throw new IllegalArgumentException();return new HeapByteBuffer(capacity, capacity);
}
创建的是HeapByteBuffer,这是个位于堆区的对象,注意和MappedByteBuffer区分,后者实际存储在直接内存。
ByteBuffer分为两种,一种是堆内内存,另外一种是堆外内存。
堆外内存:使用内存映射,直接在 JVM 之外分配虚拟内存地址空间,Java 中使用 DirectByteBuffer 来实现,也就是堆外内存。
堆内内存:是在 JVM 堆上实现,Java 中使用 HeapByteBuffer 来实现,也就是堆内内存。

六,向Buffer中写数据


写数据到Buffer有两种方式:
  1. 从Channel写到Buffer;
  2. 通过Buffer的put()方法写到Buffer里;
Channel -> Buffer的例子
int bytesRead = inChannel.read(buf); //read into buffer.

通过put方法写Buffer的例子:

buf.put(127);

七,从Buffer中读数据


从Buffer中读取数据有两种方式:
  1. 从Buffer读取数据到Channel。
  2. 使用get()方法从Buffer中读取数据。
Buffer -> Channel的例子
int bytesWritten = inChannel.write(buf);

通过get方法读Buffer的例子:

byte aByte = buf.get();

八,Buffer的一些方法使用


1,flip()
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。
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2,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)。
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3,clear()和compact()
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()方法:position=0,limit=capacity。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,写入时老数据会被覆盖
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。Buffer写数据时,不会覆盖未读的数据
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4,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。例如:
buffer.mark();
//call buffer.get() a couple of times, e.g. during parsing.
buffer.reset();  //set position back to mark.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
5,equals()与compareTo()方法
可以使用equals()和compareTo()方法比较两个Buffer。

这篇关于JAVA NIO(二) Buffer和Channel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/1083453

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