bytebuffer.putint_get的用法和例句

全栈程序员站长

发布于 2022-11-11 15:02:29

4060

发布于 2022-11-11 15:02:29

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

最近再看java的NIO，里面提到了几个基本的类，其中ByteBuffer是最基础的，用于Channel的读写传输数据使用。下面总结一下我理解的ByteBuffer。先从代码开始分析

	static public void asIntBuffer() {
		ByteBuffer bBuf = ByteBuffer.allocate(512);
		bBuf.putInt(1);
		bBuf.putInt(2);
		bBuf.putInt(3);
		bBuf.putInt(4);
		bBuf.putInt(5);
		bBuf.putInt(6);
		bBuf.putInt(7);
		bBuf.flip();
		bBuf.putInt(8);
		bBuf.putInt(9);
		System.out.println("缓冲区Pos：" + bBuf.position() + "  缓冲区Limit："
				+ bBuf.limit());
		System.out.println(bBuf.getInt());
		System.out.println(bBuf.getInt());
		System.out.println(bBuf.getInt());
		System.out.println(bBuf.getInt());
		System.out.println(bBuf.getInt());
	}

输出：

缓冲区Pos：8  缓冲区Limit：28
3
4
5
6
7

从上面的输出发现当flip（）被调用之后如果在网buffer里面put数据会覆盖之前写入的数据，导致Position位置后移，如果在加一句get（）就会出现java.nio.BufferUnderflowException异常，见下面的输出。

缓冲区Pos：8  缓冲区Limit：28
3
4
5
6
7
Exception in thread "main" java.nio.BufferUnderflowException
	at java.nio.Buffer.nextGetIndex(Buffer.java:498)
	at java.nio.HeapByteBuffer.getInt(HeapByteBuffer.java:355)
	at com.Demo.asIntBuffer(Demo.java:52)
	at com.Demo.main(Demo.java:22)

简单的分析一下put、get和flip的源代码。

ByteBuffer bBuf = ByteBuffer.allocate(512);

首先看allocate函数，通过传入一个capacity用来指定buffer的容量，返回了一个HeapByteBuffer的对象，该对象是ByteBuffer的一个子类，其构造函数直接调用了ByteBuffer的构造函数。

    public static ByteBuffer allocate(int capacity) {
        if (capacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException();
        return new HeapByteBuffer(capacity, capacity);
    }

HeapByteBuffer的构造函数：
    HeapByteBuffer(int cap, int lim) {            // package-private
        super(-1, 0, lim, cap, new byte[cap], 0);//初始化 limit pos cap mark等参数
        /*
        hb = new byte[cap];
        offset = 0;
        */
    }

    HeapByteBuffer(byte[] buf, int off, int len) { // package-private
        super(-1, off, off + len, buf.length, buf, 0);
        /*
        hb = buf;
        offset = 0;
        */
    }

    protected HeapByteBuffer(byte[] buf,
                                   int mark, int pos, int lim, int cap,
                                   int off)
    {
        super(mark, pos, lim, cap, buf, off);
        /*
        hb = buf;
        offset = off;
        */
    }

此时我们就得到了一个带有Capacity大小缓冲区的ByteBuffer对象，下面开始往缓冲区写数据，以int类型数据为列子。来分析一下putInt(int i)的源码。putInt（）的实现是在HeapByteBuffer类中，通过调用了Bits的静态函数putInt完成的，其中put之后pos的移动是通过nextPutIndex（）函数完成，Int大小4个字节，向后移动4个，该函数实在Buffer基类中实现的。bigEndian是一个bool变量，用来表示当前是大端存储还是小端存储，默认大端。

   public ByteBuffer putInt(int x) {
        Bits.putInt(this, ix(nextPutIndex(4)), x, bigEndian);
        return this;
    }
    protected int ix(int i) {
        return i + offset;//加上位置偏移
    }

    final int nextPutIndex(int nb) {                    // package-private
        if (limit - position < nb)
            throw new BufferOverflowException();
        int p = position;
        position += nb;//Pos指针后移
        return p;//原始Pos指针返回，用来计算此次取出的数据
    }

下面看Bits的put函数：

    static void putInt(ByteBuffer bb, int bi, int x, boolean bigEndian) {
        if (bigEndian)//根据不同的存储方式调用不同的解析函数
            putIntB(bb, bi, x);
        else
            putIntL(bb, bi, x);
    }
    //以大端为例，这里主要是后面的intX（）函数，用来对x进行位运算，取出相应位置的数据，放入到缓冲区的相应位置
    static void putIntB(ByteBuffer bb, int bi, int x) {
        bb._put(bi    , int3(x));
        bb._put(bi + 1, int2(x));
        bb._put(bi + 2, int1(x));
        bb._put(bi + 3, int0(x));
    }

    private static byte int3(int x) { return (byte)(x >> 24); }
    private static byte int2(int x) { return (byte)(x >> 16); }
    private static byte int1(int x) { return (byte)(x >>  8); }
    private static byte int0(int x) { return (byte)(x      ); }

到此位置，数据被放入到了缓冲区中，下面开始读取。读取之前一定要先调用flip（）函数，该函数可以控制pos和limit的值，使得缓冲区可以在读写之间很好的切换，它的实现实在Buffer基类中，主要工作就是，limit转换成当前缓冲区在最后一次写入数据后的位置，pos和mark重置，从头开始读取数据，这就是为什么，在写入之后调用flip（）函数在写入不但会覆盖之前写入的值，还会导致pos位置发生变化，不能从最开始读取数据。

    public final Buffer flip() {
        limit = position;
        position = 0;
        mark = -1;
        return this;
    }

下面看一下get函数，get函数的实现也是在子类HeapByteBuffer中，nextGetIndex函数实在鸡肋Buffer中实现的，主要功能就是get之后的pos后移工作。Bits.getInt和前面的Bits.putInt相似，不错过多介绍。

    public int getInt() {
        return Bits.getInt(this, ix(nextGetIndex(4)), bigEndian);
    }

    final int nextGetIndex(int nb) {                    // package-private
        if (limit - position < nb)
            throw new BufferUnderflowException();
        int p = position;
        position += nb;
        return p;
    }

至此讲的差不多了。一些函数开头的判断没有详细的去讲，他们的主要工作就是在put和get的时候越界的异常抛出。在看源码的时候发现了另一个函数，这个函数很有意思public int getInt(int i) 从字面上看上去好像是获取第i个Int，调用一下试试，看看疗效。

    public int getInt(int i) {
        return Bits.getInt(this, ix(checkIndex(i, 4)), bigEndian);
    }

	static public void asIntBuffer() {
		ByteBuffer bBuf = ByteBuffer.allocate(512);
		bBuf.putInt(1);
		bBuf.putInt(2);
		bBuf.putInt(3);
		bBuf.putInt(4);
		bBuf.putInt(5);
		bBuf.putInt(6);
		bBuf.putInt(7);
		bBuf.flip();
		System.out.println("缓冲区Pos：" + bBuf.position() + "  缓冲区Limit："
				+ bBuf.limit());
		 for (int i = 0; i < 7; i++) {
			 System.out.println(bBuf.getInt(i));
		 }
	}
对应输出：
缓冲区Pos：0  缓冲区Limit：28
1
256
65536
16777216
2
512
131072

这时候机会发现，他并没有像我们想想的那样去工作，其中256，65536是怎么来的呢。继续看public int getInt(int i) 的源码。发现它和之前分getInt唯一不同的就是在checkIndex（4） 通过看 final int checkIndex(int i, int nb) 的源码发现，该函数什么都没做只是check了一下limit。那256优势怎么来的呢？

    final int checkIndex(int i, int nb) {               // package-private
        if ((i < 0) || (nb > limit - i))
            throw new IndexOutOfBoundsException();
        return i;
    }

下面开一下Bits.getInt（）和 getIntB（）以及makeInt（） 的源码，我们能够知道，当我们要获取第i个位置的int时，也就是bi。此时bi并没有跳过4个字节，而是在Buffer数组总按照我们提供的i去取了i之后的三个字节，在加上第i个构成了一个4字节的int。

    static int getInt(ByteBuffer bb, int bi, boolean bigEndian) {
        return bigEndian ? getIntB(bb, bi) : getIntL(bb, bi) ;
    }
    static int getIntB(ByteBuffer bb, int bi) {
        return makeInt(bb._get(bi    ),
                       bb._get(bi + 1),
                       bb._get(bi + 2),
                       bb._get(bi + 3));
    }
    static private int makeInt(byte b3, byte b2, byte b1, byte b0) {
        return (((b3       ) << 24) |
                ((b2 & 0xff) << 16) |
                ((b1 & 0xff) <<  8) |
                ((b0 & 0xff)      ));
    }

至于256怎么来的？下面分析一下，Buffer是一个字节数组。当我们putInt(1) 和 putInt(2) 之后，里面的前8个字节数组是这个样子的（大端存储）

16进制
00 00 00 01 00 00 00 02 
转成2进制
00000000 00000000 00000000 00000001 00000000 00000000 00000000 00000002

当我们取调用getInt（2） 时其实取出来的是包括第二个字节以及后面的三个，也就是00000000 00000000 00000001 00000000 也就是256，后面的数字同理。

当我们知道getInt（i） 后我们在来看一下putInt（index，i）； 看似是在第index位置插入Int值i，其实不然

	static public void asIntBuffer() {
		ByteBuffer bBuf = ByteBuffer.allocate(512);
		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			bBuf.putInt(i, i);
		}
		System.out.println("缓冲区Pos：" + bBuf.position() + "  缓冲区Limit："
				+ bBuf.limit());

	}
输出：缓冲区Pos：0  缓冲区Limit：512

我们发现，pos压根没有移动，Buffer中压根没数据。同getInt（i） 类似pputInt（inex，i） 同样没引起pos的移动，pos始终处于0的位置，在我们get数据时，在nextGetIndex（） 函数校验时就抛出异常了，总上，使用putInt（index，i） 必须在index位置有数据的情况下使用。

    final int nextGetIndex(int nb) {                    // package-private
        if (limit - position < nb)
            throw new BufferUnderflowException();
        int p = position;
        position += nb;
        return p;
    }

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原始发表：2022年10月2日，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除