NIO复习(1):buffer

先回顾下NIO中的"三剑客"模型:selector、channel、buffer

对于网络通讯而言,代码最常处理的就是3件事:管理连接、读取数据、写入数据。上图中,selector就是用来管理连接的(通常只需要一个selector线程处理就行,可避免上下文切换),selector上注册了一堆channel(通道),channel是双向的(in/out),读写数据时,channel必须通过buffer(缓冲) 。selector通过Event事件轮询来选择(或者叫激活)某个channel。

 

这篇主要回顾buffer的用法,先看类图:

Buffer是一个抽象类,下面派生出了几种基本类型的子类,比如网络通讯中最常用的ByteBuffer,每个子类中真正用于存放数据的,是一个叫hb的数组。Buffer本身是可读可写的,为了方便标识读/写的位置,里面有3个非常重要的标识变量:

position :表示下1个读或写的位置(即:hb数组的下标索引)

limit:hb数组中有效数据的最大位置

capacity:hb数组的容量(注:capacity与limit的区别,比如1个数组的容量是10,但是里面只存放了6个有效数据,那么在读取时,capacity为10,而limit则为6)

jdk源码上,已经明确说明: position <= limit <= capacity。

经常容易忽视的方法:flip()

由于buffer是可读可写的,以IntBuffer为例,“写入时”每向buffer中放入1个int数字,position就向后移1位,所有数据写完后,position就指向最后1个数字的末尾了。“读取时”需要调用flip()方法把position重新移到位置0,才能读到数据。

package com.cnblogs.yjmyzz;

import java.nio.IntBuffer;

public class BufferTest {

    public static void main(String[] args) {
        IntBuffer intBuffer = IntBuffer.allocate(6);

        System.out.println("after init => ");
        System.out.println("pos:" + intBuffer.position() + ",limit:" + intBuffer.limit() + ",cap:" + intBuffer.capacity() + "\n");

        System.out.println("begin write => ");
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            intBuffer.put(i + 1);
            System.out.println("pos:" + intBuffer.position() + ",limit:" + intBuffer.limit() + ",cap:" + intBuffer.capacity());
        }

        System.out.println("\n-------before flip----------");
        System.out.println("pos:" + intBuffer.position() + ",limit:" + intBuffer.limit() + ",cap:" + intBuffer.capacity());
        intBuffer.flip();
        System.out.println("\n-------after flip----------");
        System.out.println("pos:" + intBuffer.position() + ",limit:" + intBuffer.limit() + ",cap:" + intBuffer.capacity() + "\n");

        System.out.println("begin read =>");
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            System.out.println(intBuffer.get());
            System.out.println("pos:" + intBuffer.position() + ",limit:" + intBuffer.limit() + ",cap:" + intBuffer.capacity());
        }


    }
}

输出结果:

after init => 
pos:0,limit:6,cap:6

begin write => 
pos:1,limit:6,cap:6
pos:2,limit:6,cap:6
pos:3,limit:6,cap:6
pos:4,limit:6,cap:6

-------before flip----------
pos:4,limit:6,cap:6

-------after flip----------
pos:0,limit:4,cap:6

begin read =>
1
pos:1,limit:4,cap:6
2
pos:2,limit:4,cap:6
3
pos:3,limit:4,cap:6
4
pos:4,limit:4,cap:6

 

图解如下,这是刚初始化后:

 

写入4个元素后: 

 

flip之后:

 

所有数据读取完成后:

 

接下来说一说mark(),这个方法必须与reset()结合才能看出效果,字面理解:mark就是在某个位置打个标志(做个记号),数据读取过程中,position会不断向前移,如果又想回到刚才做了记号的位置,调用reset即可。

IntBuffer intBuffer = IntBuffer.allocate(6);
for (int i = 0; i < 4; i++) {
    intBuffer.put(i + 1);
}
intBuffer.flip();

System.out.println(intBuffer.get());
System.out.println(intBuffer.get());
System.out.println("-------after read 2 times----------");
System.out.println("pos:" + intBuffer.position() + ",limit:" + intBuffer.limit() + ",cap:" + intBuffer.capacity() + "\n");
intBuffer.mark();
System.out.println("-------after read 3 times----------");
System.out.println(intBuffer.get());
System.out.println("pos:" + intBuffer.position() + ",limit:" + intBuffer.limit() + ",cap:" + intBuffer.capacity() + "\n");

intBuffer.reset();
System.out.println("-------after reset----------");
System.out.println("pos:" + intBuffer.position() + ",limit:" + intBuffer.limit() + ",cap:" + intBuffer.capacity() + "\n");

输出:

仔细观察上面的输出,在读取了2个数字后,position向前移动到了位置2,这时调用mark做了标记,然后再读取1个数,position继续向前移到3,然后再调用reset,position又退回到刚才的位置2。利用mark和reset,可以在缓冲区中,重复读取某一段数据。

 

ByteBuffer的数据类型问题

网络传输中ByteBuffer恐怕是用得最多的一种缓冲,特别要注意下“数据类型”问题。写入数据时,除了put方法外,ByteBuffer还提供了一系列的putXXX方法

类似的,读取数据时除了get之外,还有一系列的getXXX方法

比如在第位置1,调用了putChar('杨')写入数据,相应的读取位置1时,要调用getChar(),如果不匹配,可能会有异想不到的问题。

ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(5);
buffer.putShort((short) 1); // (1)
buffer.putChar('杨'); // (2)

buffer.flip();

System.out.println(buffer.getShort()); //这里要与(1)处put的类型一致
System.out.println(buffer.getChar()); //这里要与(2)处put的类型一致

  

参考文档:

https://docs.oracle.com/en/java/javase/13/docs/api/java.base/java/nio/Buffer.html

posted @ 2020-02-20 17:09  菩提树下的杨过  阅读(192)  评论(0编辑  收藏