缓冲区(Buffer)
1、 概念介绍
缓冲区(Buffer)就是在内存中预留指定大小的存储空间用来对I/O的数据做临时存储,这部分预留的内存空间叫缓冲区。
使用缓冲区有两个好处:
1、减少实际物理读写次数
2、缓冲区在创建时就被分配内存,这块内存区域一直被重用,可以减少动态分配和回收内存的次数
一般在实际过程中,我们一般是先将文件读入内存,再从内存写入到别的地方,这样在输入输出过程中我们都可以用缓存来提升IO性能。
在java nio中,缓冲区的作用也是用来临时存储数据,可以理解为是I/O操作中数据的中转站。缓冲区直接为通道(channel)服务,写入数据到通道或从通道读取数据,这样利用缓冲区数据来传递就可以达到对数据高效处理的目的。在nio中主要有八种缓冲区类(其中MappedByteBuffer是专门用于内存映射的一种ByteBuffer):
ByteBuffer,CharBuffer,ShortBuffer,IntBuffer,LongBuffer,FloatBuffer,DoubleBuffer
2、Fields
所有缓冲区都有4个属性:capacity、limit、position、mark,并遵循mark<=position<=limit<=capacity,下表时对这4个属性的解释:
字段 | 作用 |
---|---|
position | 当前读到的位置 |
limit | 当前写到的位置 |
capacity | 容量 |
mark | 标记,调用mark()来设置mark=position,在调用reset()可以让position恢复到标记位置 |
我写了这几个方法的测试方法,大家可以运行起来理解:
public static void main(String[] args) {System.out.println("---------test allocate ------------");System.out.println("before allocate:"+Runtime.getRuntime().freeMemory());//如果分配的内存过小,大小不会变化,要超过多少jvm才能感觉到?ByteBuffer buffer=ByteBuffer.allocate(102400);System.out.println("buffer = "+buffer);System.out.println("after allocate:"+Runtime.getRuntime().freeMemory());//这部分直接用的系统内存,所以对jvm的内存没有影响ByteBuffer directBuffer=ByteBuffer.allocateDirect(102400);System.out.println("directBuffer = "+directBuffer);System.out.println("after allocate:"+Runtime.getRuntime().freeMemory());System.out.println("---------- test wrap ---------");byte[]bytes=new byte[32];buffer=ByteBuffer.wrap(bytes);System.out.println(buffer);buffer=ByteBuffer.wrap(bytes,10,10);System.out.println(buffer);}
3、另外一些常用的方法
方法 | 描述 |
---|---|
limit(),limit(10) | 前者get,后者set |
reset() | 把position设置成mark的值 |
clear() | position=0,limit=capacity,mark=-1 |
flip() | limit=position,position=0,mark=-1;将缓冲区状态由存数据变为准备取数据 |
rewind() | 把position设为0,mark设为-1,不改变limit的值 |
remaining() | return limit-position |
hasRemaining() | return position < limit,是否还有未读内容 |
compact |
把position到limit间的内容移到0到limit间,position和limit的取值分别变为limit-position、capacity; 也即将未读的内容拷贝到缓冲区开头,现在buffer准备好写数据,但是不会覆盖未读的数据; 如果先将position设置到limit,再compact,那么相当于clear |
get() | 相对读,从position读取一个byte,并将position+1,为下次读写做准备 |
get(int index) | 绝对读,读取byteBuffer底层bytes下标为index的byte,不改变position |
get(byte[]dst,int offset,int length) | 从position开始相对读,读length个byte,并写入dst下标从offset到offset+length的区域 |
put(byte b) | 相对写,向position写入一个byte,并将position+1,为下次读写做准备 |
put(int index,byte b) | 绝对写,想byteBuffer底层的bytes中下标为index的位置插入byte b,不改变position |
put(ByteBuffer src) | 用相对写,把src中可读的部分(position-limit)写入到此byteBuffer) |
put(byte[]src,int offset,int length | 将src数组中offset到offset+length的数据写入到position之后,并将position+length |
以下是这些方法的测试代码:
public static void main(String[] args) {byte[]bytes=new byte[32];ByteBuffer buffer=ByteBuffer.wrap(bytes);System.out.println(buffer);buffer=ByteBuffer.wrap(bytes,10,10);System.out.println("----------Test reset -----------");buffer.clear();buffer.position(5);buffer.mark();buffer.position(10);System.out.println("before reset:"+buffer);buffer.reset();System.out.println("after reset:"+buffer);System.out.println("----------Test rewind -----------");buffer.clear();buffer.position(10);buffer.limit(15);System.out.println("before rewind:"+buffer);buffer.rewind();System.out.println("after rewind:"+buffer);System.out.println("----------Test compact -----------");buffer.clear();buffer.put("abcd".getBytes());System.out.println("before compact:"+buffer);System.out.println(new String(buffer.array()));buffer.flip();System.out.println("after flip:"+buffer);System.out.println((char)buffer.get());System.out.println((char)buffer.get());System.out.println((char)buffer.get());System.out.println("after three gets:"+buffer);System.out.println("\t"+new String(buffer.array()));buffer.compact();System.out.println("after compact:"+buffer);System.out.println("\t"+new String(buffer.array()));System.out.println("----------Test get -----------");buffer=ByteBuffer.allocate(32);buffer.put((byte)'a').put((byte) 'b').put((byte)'c').put((byte)'d').put((byte)'e').put((byte)'f');System.out.println("before flip:"+buffer);//转换为读取模式buffer.flip();System.out.println("before get:"+buffer);System.out.println((char)buffer.get());System.out.println("after get:"+buffer);//get(index)不影响positionSystem.out.println((char)buffer.get(2));System.out.println("after get(index):"+buffer);byte[]dst=new byte[10];buffer.get(dst,0,2);System.out.println("after get(dst,0,2):"+buffer);System.out.println("\t dst:"+new String(dst));System.out.println("buffer now is:"+buffer);System.out.println("\t"+new String(buffer.array()));System.out.println("----------Test put -----------");ByteBuffer bb=ByteBuffer.allocate(32);System.out.println("before put(byte):"+bb);System.out.println("after put(byte):" + bb.put((byte) 'z'));System.out.println("after put(2,(byte)'c'):"+ bb.put(2, (byte) 'c'));System.out.println("\t"+new String(bb.array()));//这里的buffer是abcdef[pos=3 limit=6 cap=32]bb.put(buffer);System.out.println("after put(buffer):"+bb);System.out.println("\t"+new String(bb.array()));}
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