Java NIO(2) - 缓冲区(Buffer)

3. 缓冲区(Buffer)和通道(Channel)

Java NIO系统的核心在于：通道(Channel)和缓冲区(Buffer)。通道表示打开到 IO 设备(例如：文件、套接字)的连接。若需要使用 NIO 系统，需要获取用于连接 IO 设备的通道以及用于容纳数据的缓冲区。然后操作缓冲区，对数据进行处理

<font color='red'>简而言之，Channel负责传输，Buffer负责存储</font>

3.1 缓冲区(Buffer)的简介

缓冲区（Buffer）：一个用于特定基本数据类型的容器。由 java.nio 包定义的，所有缓冲区都是 Buffer 抽象类的子类。
Java NIO 中的 Buffer 主要用于与 NIO 通道进行交互，数据是从通道读入缓冲区，从缓冲区写入通道中的。
Buffer 就像一个数组，可以保存多个相同类型的数据。根据数据类型不同(boolean 除外) ，有以下 Buffer 常用子类:
- ByteBuffer
- CharBuffer
- ShortBuffer
- IntBuffer
- LongBuffer
- FloatBuffer
- DoubleBuffer
上述 Buffer 类他们都采用相似的方法进行管理数据，只是各自

管理的数据类型不同而已。都是通过如下方法获取一个 Buffer

对象

3.2 缓冲区的基本属性

容量 (capacity) ：表示 Buffer 最大数据容量，缓冲区容量不能为负，并且创建后不能更改。
限制 (limit)：第一个不应该读取或写入的数据的索引，即位于 limit 后的数据不可读写。缓冲区的限制不能为负，并且不能大于其容量。
位置 (position)：下一个要读取或写入的数据的索引。缓冲区的位置不能为负，并且不能大于其限制
标记 (mark)与重置 (reset)：标记是一个索引，通过 Buffer 中的 mark() 方法指定 Buffer 中一个特定的 position，之后可以通过调用 reset() 方法恢复到这个 position.

image.png

3.3 Buffer 的常用方法

image.png

3.4 缓冲区的数据操作

Buffer 所有子类提供了两个用于数据操作的方法：get() 与 put() 方法

获取 Buffer 中的数据
- get() ：读取单个字节
- get(byte[] dst)：批量读取多个字节到 dst 中
- get(int index)：读取指定索引位置的字节(不会移动 position)
放入数据到 Buffer 中
- put(byte b)：将给定单个字节写入缓冲区的当前位置
- put(byte[] src)：将 src 中的字节写入缓冲区的当前位置
- put(int index, byte b)：将指定字节写入缓冲区的索引位置(不会移动 position)

/**
 * Date: 2020/5/12
 * Time: 14:53
 * Content:
 *
 * 一.缓冲区(Buffer):在java NIO 中负责数据的存取.缓冲区就是数组.用于存储不同数据类型的数据
 *
 * 根据数据类型不同(boolean除外), 提供了相应类型的缓冲区
 * ByteBuffer
 * CharBuffer
 * ShortBuffer
 * IntBuffer
 * LongBuffer
 * FloatBuffer
 * DoubleBuffer
 *
 * 上述缓冲区的管理方式几乎一致, 通过allocate() 获取缓冲区
 *
 *
 * 二. 缓冲区存取数据的两个核心方法:
 * put() : 存入数据到缓冲区中
 * get() : 获取缓冲区中的数量
 *
 * 四. 缓冲区中的四个核心属性:
 * capacity : 容量, 表示缓冲区中糗大存储数据的容量.一旦声明不能改变
 * limit    : 界限, 表示缓冲区中可以操作数据的大小.(limit 后数据不能进行读写)
 * position : 位置, 表示缓冲区中正在操作数据的位置
 *
 * mark     : 标记, 表示记录当前 position 的位置, 可以通过 reset() 恢复到 mark 的位置
 *
 *
 * position <= limit <= capacty
 */
public class TestBuffer {

    @Test
    public void test01() {
        String str = "wangpeng";
        //1.分配一个指定大小的缓冲区
        ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);

        System.out.println("---------------allocate---------");
        System.out.println(buf.position());
        System.out.println(buf.limit());
        System.out.println(buf.capacity());

        //2. 利用put() 存入数据到缓冲区中
        buf.put(str.getBytes());

        System.out.println("---------------put---------");
        System.out.println(buf.position());
        System.out.println(buf.limit());
        System.out.println(buf.capacity());

        //3.切换读取数据模式
        buf.flip();

        System.out.println("---------------flip---------");
        System.out.println(buf.position());
        System.out.println(buf.limit());
        System.out.println(buf.capacity());

        //4. 利用 get() 读取缓冲区中的数据
        byte[] dst = new byte[buf.limit()];
        buf.get(dst);
        System.out.println(new String(dst, 0, dst.length));

        System.out.println("---------------get---------");
        System.out.println(buf.position());
        System.out.println(buf.limit());
        System.out.println(buf.capacity());

        //5, rewind() : 可重复读
        buf.rewind();

        System.out.println("---------------rewind---------");
        System.out.println(buf.position());
        System.out.println(buf.limit());
        System.out.println(buf.capacity());

        //6. clear() : 清空缓冲区, 但是缓冲区中的数据依然在,处于"遗忘"状态
        buf.clear();

        System.out.println("---------------clear---------");
        System.out.println(buf.position());
        System.out.println(buf.limit());
        System.out.println(buf.capacity());

        System.out.println((char) buf.get());
    }

    @Test
    public void test02() {
        String str = "zhaopeng";

        ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
        buf.put(str.getBytes());
        buf.flip();

        byte[] dst = new byte[buf.limit()];
        buf.get(dst, 0, 2);
        System.out.println(new String(dst, 0, 2));
        System.out.println(buf.position());

        //mark() : 标记
        buf.mark();

        buf.get(dst, 2, 2);
        System.out.println(new String(dst, 2, 2));
        System.out.println(buf.position());

        //reset() : 恢复到 mark 的位置
        buf.reset();
        System.out.println(buf.position());

        //判断缓冲区中是否还有剩余数据
        if (buf.hasRemaining()) {
            //获取缓冲区中可以操作的数量
            System.out.println(buf.remaining());
        }
    }
}