Buffer基础

1. Buffer简介

Java NIO中的Buffer用于和NIO通道进行交互。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读写数据的内存。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。Buffer底层就是一个数组，在NIO库中，所有数据都是用缓冲区处理的。在读取数据时，它是直接读到缓冲区中的； 在写入数据时，它也是写入到缓冲区中的；任何时候访问NIO中的数据，都是将它放到缓冲区中。而在面向流I/O系统中，所有数据都是直接写入或者直接将数据读取到Stream对象中。 在NIO中，所有的缓冲区类型都继承于抽象类Buffer，最常用的就是ByteBuffer，对于Java中的基本类型，基本都有一个具体Buffer类型与之相对应，它们之间的继承关系如下图所示：

2. 读写模式原理

为了记录读写的状态和位置，Buffer类提供三个重要的属性：capacity(容量)、position(读写位置)和limit(读写的限制)。
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,表示buffer的大小容量。需要注意的是一旦Buffer初始化，就不能再改变capacity。 下图为Buffer的初始状态：

2.1 Buffer写模式

• position表示写入数据的当前位置，position的初始值为0，position最大可为capacity–1。
• limit表示可对Buffer最多可以写入多少数据。limit最大等于capacity。

下图表示写入了4个字节后的状态：

2.2 Buffer读模式

• position为0，最大值为limit。
• limit表示Buffer里有多少可读数据量。

flip()发生后，position切换为读取位置，limit切换为读取限制

2.3 Buffer模式切换

flip()方法`clear()方法\compact()`方法都会导致Buffer模式切换：

• 执行flip()方法如上读模式。
• 执行clear()方法后，如下图可以看到Buffer回到初始状态，也就是写状态：
  
• 执行compact()方法，是把未读完的部分向前压缩，然后切换至写模式:
  

3. Buffer读写操作

3.1 使用Buffer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

// 从通道里面读数据到Buffer里面
int bytesRead = inChannel.read(buf); 
// 通过 put 方法写 Buffer
buf.put(127);

3.2 读数据

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。

//从 Buffer 读取数据到 Channel
int bytesWritten = inChannel.write(buf);
// 使用get()方法从Buffer中读取数据
byte aByte = buf.get();
// 读取位置1数据
buffer.get(1);
// 读取多个位置数据
int[] posArray = {3,6,7};
IntBuffer subBuffer = buffer.get(posArray);