JAVA NIO组件之Buffer详解

在Java NIO（New I/O）中，Buffer是一个重要的组件，它作为数据的容器，主要用于数据的读写操作。Buffer本质上是一个内存块，可以写入数据，也可以从中读取数据。

Buffer的基本概念

Buffer是一个抽象类，对应于Java的主要数据类型，在NIO中有8种缓冲区类，分别是ByteBuffer、CharBuffer、DoubleBuffer、FloatBuffer、IntBuffer、LongBuffer、ShortBuffer和MappedByteBuffer。这些不同的Buffer子类对应于Java的主要数据类型，每种子类能操作的数据类型可以通过名称进行判断。

Buffer的主要类型

• ByteBuffer：用于字节数据的读写。
• CharBuffer：用于字符数据的读写。
• DoubleBuffer：用于双精度浮点数数据的读写。
• FloatBuffer：用于单精度浮点数数据的读写。
• IntBuffer：用于整数数据的读写。
• LongBuffer：用于长整数数据的读写。
• ShortBuffer：用于短整数数据的读写。
• MappedByteBuffer：用于映射文件区域的读写。

Buffer的关键属性

• 容量（Capacity）：表示Buffer的最大数据容量，一旦初始化就不能改变。
• 位置（Position）：表示下一个要被读或写的元素的索引。它的值由get( )和put( )函数自动更新。
• 限制（Limit）：表示第一个不应该读或写的元素的索引。在写模式下，limit等于Buffer的capacity；在读模式下，limit表示最多能从缓冲区中读取到多少数据。

Buffer中数据读写操作的基本流程

1. 写入数据：通过调用Buffer的put( )方法向Buffer中写入数据。数据会被写入到position指针所指向的位置，并且position指针会向前移动。如果需要写入大量数据，可以使用Buffer的bulk put( )方法提高写入效率。
2. 读取数据：通过调用Buffer的get( )方法从Buffer中读取数据。数据会被读取到position指针所指向的位置，并且position指针会向前移动。同样地，如果需要读取大量数据，可以使用Buffer的bulk get( )方法提高读取效率。
3. 重置position：如果需要重新读取已读过的数据，可以使用mark( )方法设置一个标记，然后调用reset( )方法将position重置为mark的值。
4. 清除Buffer：如果需要清除Buffer中的数据，可以使用clear( )方法将position和limit都设置为0，同时将capacity保持不变。如果需要将Buffer中的数据全部置为某个值，可以使用flip( )方法将limit设置为position之前的值，然后将position设置为0。

Java NIO Buffer相关类的使用示例

下面是一个使用ByteBuffer的示例，演示了如何向Buffer中写入数据并读取它们：

// 创建一个ByteBuffer对象，初始容量为10
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(10);

// 写入数据
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    buffer.put((byte) i);
}

// 切换到读模式
buffer.flip();

// 读取数据
while (buffer.hasRemaining()) {
    byte b = buffer.get();
    System.out.print(b + " ");
}

在这个示例中，我们首先创建了一个容量为10的ByteBuffer对象。然后，通过调用put( )方法向Buffer中写入了5个字节的数据。接下来，调用flip( )方法将Buffer切换到读模式，并通过get( )方法从Buffer中读取数据，直到没有剩余数据为止。