Java ByteBuffer：如何使用 flip() 和 compact()
Java ByteBuffer：如何使用 flip() 和 compact()
在本文中，我将使用一个示例向您展示 JavaByteBuffer是如何工作的，以及 方法flip()和compact()它的作用。
文章回答了以下问题：
- 什么是 一个
ByteBuffer，你需要它做什么？ - 你如何创建一个
ByteBuffer？ position，limit以及capacity值是什么意思？- 我如何写入
ByteBuffer，如何从中读取？ - 方法
flip()和compact()究竟是做什么的？
内容
1 什么是 ByteBuffer，你需要它做什么？
2 如何创建一个ByteBuffer
3 ByteBuffer 位置、限制和容量
4 ByteBuffer 读写周期
4.1 使用 put() 写入 ByteBuffer
4.2 使用 Buffer.flip() 切换到读取模式
4.3 使用 get() 从 ByteBuffer 中读取
4.4 切换到写入模式 - 如何不这样做
4.5 使用 Buffer.compact() 切换到写入模式
4.6 下一个循环
5 总结
什么是 ByteBuffer，你需要它做什么？
您需要ByteBuffer使用所谓的Channel. 这篇文章主要是关于它ByteBuffer本身。要了解如何阅读和写文件ByteBuffer和FileChannel阅读这篇文章。
AByteBuffer是字节数组的包装器，并提供方便地写入和读取字节数组的方法。该ByteBuffer内部存储的读/写位置和所谓的“极限”。
您可以在以下示例中逐步了解这到底意味着什么。
您可以在我的GitHub Repository 中找到为本文编写的代码。
如何创建一个字节缓冲区
首先，您必须创建ByteBuffer具有给定大小（“容量”）的一个。为此，有两种方法：
ByteBuffer.allocate(int capacity)ByteBuffer.allocateDirect(int capacity)
该参数capacity以字节为单位指定缓冲区的大小。
该allocate()方法在 Java 堆内存中创建缓冲区，垃圾收集器将在使用后将其删除。
allocateDirect()，另一方面，在本机内存中创建缓冲区，即在堆外。本机内存的优点是可以更快地执行读取和写入操作。原因是相应的操作系统操作可以直接访问这块内存区域，而不必先在Java堆和操作系统之间进行数据交换。这种方法的缺点是较高的分配和解除分配成本。
我们创建一个ByteBuffer大小为 1,000 字节的文件，如下所示：
var buffer = ByteBuffer.allocate(1000); 然后我们看看缓冲区的指标 – position，limit和capacity：
System.out.printf("position = %4d, limit = %4d, capacity = %4d%n", buffer.position(), buffer.limit(), buffer.capacity()); （由于我们将在整个示例中重复打印这些指标，因此我们立即将System.out.println()命令提取到一个printMetrics(buffer)方法中。）
我们看到以下输出：
position = 0, limit = 1000, capacity = 1000
这是一个图形表示，以便您可以更好地想象缓冲区。浅黄色区域是空的，可以随后填充。
ByteBuffer 位置、限制和容量
显示指标的含义：
position是读/写位置。对于新缓冲区，它始终为 0。limit有两个含义： 当我们写入缓冲区时，limit指示我们可以写入的位置。当我们从缓冲区读取时，limit指示缓冲区包含数据的位置。最初， aByteBuffer始终处于写入模式，并且limit等于capacity- 我们可以将空缓冲区填充到最后。capacity指示缓冲区的大小。它的值 1,000 对应于我们传递给该allocate()方法的 1,000 个字节。它在缓冲区的生命周期内不会改变。
ByteBuffer 读写周期
使用 put() 写入 ByteBuffer
为了写入ByteBuffer，有多种put()方法可以将单个字节、字节数组或其他原始类型（如 char、double、float、int、long、short）写入缓冲区。首先，我们将值 1 的 100 倍写入缓冲区，然后我们再次查看缓冲区指标：
for (int i = 0; i < 100; i++) {
buffer.put((byte) 1);
}
printMetrics(buffer);运行程序后，我们看到以下输出：
position = 100, limit = 1000, capacity = 1000
该位置已向右移动 100 个字节；缓冲区现在如下所示：
接下来，我们在缓冲区中写入 200 次 2。这次我们使用不同的方法：我们首先填充一个字节数组并将其复制到缓冲区中。最后，我们再次打印指标：
byte[] twos = new byte[200];
Arrays.fill(twos, (byte) 2);
buffer.put(twos);
printMetrics(buffer);现在我们看到：
position = 300, limit = 1000, capacity = 1000
该位置又向右移动了 200 个字节；缓冲区看起来像这样：
使用 Buffer.flip() 切换到读取模式
对于从缓冲区读取，有相应的get()方法。例如，当使用Channel.write(buffer).
由于position不仅指示写入位置，还指示读取位置，因此我们必须position重新设置为 0。
同时，我们设置limit为 300 表示最多可以从缓冲区中读取 300 个字节。
在程序代码中，我们这样做：
buffer.limit(buffer.position());
buffer.position(0);由于每次从写入模式切换到读取模式时都需要这两行，因此有一种方法可以做到：
buffer.flip();printMetrics()现在调用显示以下值：
position = 0, limit = 300, capacity = 1000
于是位置指针又回到了缓冲区的开头，limit指向了填充区域的结尾：
使用 get() 从 ByteBuffer 读取
假设我们要写入的通道当前只能占用 300 个字节中的 200 个。我们可以通过为该ByteBuffer.get()方法提供一个 200 字节大小的字节数组来模拟这一点，缓冲区应在其中写入其数据：
buffer.get(new byte[200]);printMetrics() 现在显示以下内容：
position = 200, limit = 300, capacity = 1000
读取位置已经向右移动了 200 个字节——即到了已经读取数据的末尾，也就是我们还需要读取的数据的开始位置：
切换到写入模式 - 如何不这样做
现在要写回缓冲区，您可能会犯以下错误：您设置position了数据的末尾，即 300，然后limit又设置为 1000，这使我们回到了写完 1 和 2 之后的状态：
假设我们现在要向缓冲区写入 300 个字节。缓冲区将如下所示：
如果我们现在使用flip()切换回读取模式，position将回到 0：
但是，现在我们将再次读取我们已经读取的前 200 个字节。
因此，这种方法是错误的。以下部分说明如何正确执行此操作。
使用 Buffer.compact() 切换到写入模式
相反，当切换到写入模式时，我们必须按以下步骤进行：
- 我们计算剩余字节数：
remaining = limit - position在示例中，结果为 100。 - 我们将剩余的字节移到缓冲区的开头。
- 我们将写入位置设置为左移字节的末尾，在示例中为 100。
- 我们设置
limit到缓冲区的末尾。
ByteBuffer 还为此提供了一个方便的方法：
buffer.compact(); 调用后compact()，printMetrics()打印以下内容：
position = 100, limit = 1000, capacity = 1000
在图中，该compact()过程如下所示：
下一个循环
现在我们可以将接下来的 300 个字节写入缓冲区：
byte[] threes = new byte[300];
Arrays.fill(threes, (byte) 3);
buffer.put(threes);printMetrics() 现在显示以下值：
position = 400, limit = 1000, capacity = 1000
写完三个之后，position向右移动了 300 个字节：
现在我们可以使用以下命令轻松切换回阅读模式flip()：
buffer.flip(); 最后一次调用printMetrics()打印以下值：
position = 0, limit = 400, capacity = 1000
读取位置位于缓冲区的开头，该compact()方法将剩余的 100 个二进制移至该位置。所以我们现在可以准确地在我们之前停止的位置继续阅读。
概括
本文介绍了Java的功能ByteBuffer和它flip()与compact()方法。