前言
上篇【从入门到放弃-Java】并发编程-NIO-Channel中我们学习到channel是双向通道，数据通过channel在实体（文件、socket）和缓冲区（buffer）中可以双向传输。
本文我们就来学习下buffer
简介
buffer即缓冲区，实际上是一块内存，可以用来写入、读取数据。是一个线性的、大小有限的、顺序承载基础数据类型的内存块。
buffer有三个重要的属性：
- capacity：缓冲池大小，是不可变的。当buffer写满时，需要先清空才能继续写入。
- limit：是buffer中不可以被读或者写的第一个元素的位置，limit的大小永远不会超过capacity（在写模式下，limit等于capacity）
- position：是buffer中可以被读或者写的第一个元素的位置，position的大小永远不会超过limit
除了boolean外，每一个基础数据类型都有对应的buffer。如：ByteBuffer、CharBuffer、LongBuffer等
buffer不是线程安全的，如果要在多线程中使用 需要加锁控制
接下来以ByteBuffer为例开始学习。
ByteBuffer
allocateDirect
public static ByteBuffer allocateDirect(int capacity) {
//会创建一个容量大小为capacity的DirectByteBuffer（ByteBuffer的子类）
return new DirectByteBuffer(capacity);
}allocate
public static ByteBuffer allocate(int capacity) {
if (capacity < 0)
throw createCapacityException(capacity);
//会创建一个容量大小为capacity的HeapByteBuffer（ByteBuffer的子类）
return new HeapByteBuffer(capacity, capacity);
}HeapByteBuffer和DirectByteBuffer的区别：
- DirectByteBuffer是直接调用native方法在本机os::malloc()创建堆外内存；HeapByteBuffer是直接在jvm的堆中分配内存。
- 当buffer中的数据和磁盘、网络等的交互都在操作系统的内核中发生时，使用DirectByteBuffer能避免从内核态->用户态->内核态的切换开销，所有的处理都在内核中进行，性能会比较好
- 当频繁创建操作数据量比较小的buffer时，使用HeapByteBuffer在jvm堆中分配内存能抵消掉使用DirectByteBuffer带来的好处。
wrap
public static ByteBuffer wrap(byte[] array,
int offset, int length)
{
try {
return new HeapByteBuffer(array, offset, length);
} catch (IllegalArgumentException x) {
throw new IndexOutOfBoundsException();
}
}
public static ByteBuffer wrap(byte[] array) {
return wrap(array, 0, array.length);
}将byte数组包装成一个ByteBuffer
读数据
- 使用get方法从Buffer中读取数据
- 从Buffer中读取数据到Channel即：Channel::write() (从buffer中读取数据写入到资源中，所以是write)
写数据
- 使用put方法直接设置Buffer中的数据
- 从Channel中读取数据到Buffer即：Channel::read() (从资源中读取数据写入到buffer中，所以是read)
position
//获取buffer中当前position的位置
public final int position() {
return position;
}
//设置buffer的position为newPosition，注意newPosition要大于0且小于limit，如果remark大于newPosition则设置为-1
public Buffer position(int newPosition) {
if (newPosition > limit | newPosition < 0)
throw createPositionException(newPosition);
position = newPosition;
if (mark > position) mark = -1;
return this;
}limit
//获取buffer中当前limit的位置
public final int limit() {
return limit;
}
//设置buffer的limit为newLimit，注意newLimit要大于0且小于capacity。如果position大于newLimit这设置为newLimit，如果remark大于newLimit则设置为-1
public Buffer limit(int newLimit) {
if (newLimit > capacity | newLimit < 0)
throw createLimitException(newLimit);
limit = newLimit;
if (position > limit) position = limit;
if (mark > limit) mark = -1;
return this;
}mark
public Buffer mark() {
//标记mark为当前position
mark = position;
return this;
}将当前位置做标记，在使用reset方法时，可以回到当前mark的位置
reset
public Buffer reset() {
int m = mark;
if (m < 0)
throw new InvalidMarkException();
//设置position为当前mark
position = m;
return this;
}回到之前设置mark的位置
clear
public Buffer clear() {
//设置position为0
position = 0;
//limit设置为capacity大小
limit = capacity;
//mark设置为-1（初始化）
mark = -1;
return this;
}读取完数据后调用clear，即将buffer逻辑上清空了，可以从0开始写入数据
flip
public Buffer flip() {
//limit设置为当前位置
limit = position;
//position设置为0
position = 0;
//mark设置为-1（初始化）
mark = -1;
return this;
}将buffer从写模式设置为读模式，limit设置为当前position的位置，即只能读取limit大小的数据
rewind
public Buffer rewind() {
position = 0;
mark = -1;
return this;
}将position设置为0，即从头开始读取
remaining
public final int remaining() {
return limit - position;
}返回buffer中还有多少byte是未读的
hasRemaining
public final boolean hasRemaining() {
return position < limit;
}是否已读完
compact
public ByteBuffer compact() {
System.arraycopy(hb, ix(position()), hb, ix(0), remaining());
position(remaining());
limit(capacity());
discardMark();
return this;
}将position和limit直接的数据copy到byteBuffer的起始处，将已读数据清空，并将新的position设置为当前未读数据的末尾。这样能避免clear方法会将未读数据也清空的问题
slice
public ByteBuffer slice() {
return new HeapByteBufferR(hb,
-1,
0,
this.remaining(),
this.remaining(),
this.position() + offset);
}
ByteBuffer slice(int pos, int lim) {
assert (pos >= 0);
assert (pos <= lim);
int rem = lim - pos;
return new HeapByteBufferR(hb,
-1,
0,
rem,
rem,
pos + offset);
}新创建一个ByteBuffer，将缓存区分片，设置一个子缓冲区，实际上内存还是共享的，数据发生改变，两个缓冲区读取的数据都会是改变后的。
总结
Buffer最重要的三个属性：position、limit、capacity。牢记这三个属性的含义及读写切换时，设置值是如何变化的，Buffer的核心知识点就掌握了。
