前言
咱就说，基础不牢地动山摇，以前欠下的债迟早都要补回来，开始安排 Netty, 从 NIO 开始学起, 学习嘛, 肯定是先从案例开始学起
今日任务:
- 初步学习 NIO 中的 ByteBuffer
ByteBuffer
文件读取案例
一个小小的案例, 读取 test.txt 文件的内容, 四步走:
- 获取文件流
- 准备缓冲区
- 写入缓冲区
- 遍历读取
代码展示
private static void getFileContent(){ // 输入输出流 try(FileChannel channel = new FileInputStream("C:\Users\My\Desktop\learn\demo\demo\test.txt").getChannel()){ // 准备缓冲区 ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(10); // 循环遍历 while(true){ // 从 channel 读取数据, 向 buffer 写入 int len = channel.read(buffer); if (len == -1){ System.out.println("没有内容了"); break; } // 打印 buffer 内容 // 切换至 读模式 buffer.flip(); // 遍历查看是否还有剩余未读数据 while(buffer.hasRemaining()){ byte b = buffer.get(); System.out.println(b); } // 切换为写模式 buffer.clear(); } }catch (Exception e){ System.out.println("文件未找到"); } } 复制代码
打印结果
test.txt文件内容如下所示
接下来执行上述代码, 结果如下
可以看到打印出来的结果是 ASCII 编码表的值，所以我们把输出转为 char 类型， 结果如下
Buffer
Buffer继承自Object类，是基本类型元素的线性有限序列（容器）。除内容外，Buffer的基本属性有：Limit—限制，Capacity—容量，Position—位置。对着三个变量操作，可以完成几乎所有对Buffer的代码操作。
今天开始学习 Netty ,那就绕不过 NIO, 在 NIO 包下的 Buffer 有以下七种实现:
- ByteBuffer
- ShortBuffer
- FloatBuffer
- CharBuffer
- DoubleBuffer
- IntBuffer
- LongBuffer
实际上就是八种数据类型的相关 Buffer, 但是我只听说过 ByteBuffer, 也是使用最广泛的, 至于为什么我也不知道, 希望以后有机会能过来填坑, 有大佬知道的话也可以评论区说一下
ByteBuffer常用方法
在 java 中 ByteBuffer 的常用方法有以下七种:
- put: 写入
- get: 读数据
- flip: 切换读模式
- rewind: 重新重头开始读
- mark: 记录当前下标
- reset: 回到 mark 位置
- clear: 切换写模式
- compact: 切换写模式, 同时将未读数据移动到首部
工具方法 selectAll()
为了方便观察当前 ByteBuffer 所处的位置, 容量等信息, 写了下面这个方法
private static void selectAll(ByteBuffer buffer){ System.out.println(); int limit = buffer.limit(); System.out.print("pos = " + buffer.position() + " " + "lim = " + buffer.limit() + " " + "cap = " + buffer.capacity()); System.out.println(); for (int i = 0; i < limit; i++) { if (i < 10){ System.out.print(" | "); }else{ System.out.print(" | "); } System.out.print(i); } System.out.println(); System.out.println("--------------------------------------------------------------------------"); for (int i = 0; i < limit; i++) { byte b = buffer.get(i); System.out.print(" | "); System.out.print((char) b); if (b == 0){ System.out.print(0); } } System.out.println(); } 复制代码
打印结果如下:
根据打印结果我们可以很直观的看到当前 ByteBuffer 每个下标上的元素是什么, 同时也能看到当前指针所处的位置(Position)
初始化
以下测试用例的 ByteBuffer 采用同一个 ByteBuffer
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(16); 复制代码
buffer.put()
put 方法就是往 ByteBuffer 中写入数据, 具体操作如下述代码所示
private static void bufferPut(ByteBuffer buffer){ buffer.put(new byte[]{'a', 'b', 'c', 'd'}); selectAll(buffer); buffer.put(new byte[]{'1'}); selectAll(buffer); } 复制代码
执行结果如下:
图中和代码一样, 是分两次打印当前 ByteBuffer 的内容, pos 就是下一次写入的下标
buffer.get()
get 方法是获取元素的, 但是我们如果在刚写入之后就去读取的话, 是什么都读取不到的, 具体如下所示
可以看到, 我们读取出来当前的元素为 0, 我们进入源码看一下 get 方法
如图所示, 我们通过 get 方法获取到的元素都是当前 pos 的下一个坐标元素, 在之前的 put 方法中, 我们看到最后 pos 是指向了 5 是下一个 写入下标
我们有两种方法可以获取到元素:
- 通过下标获取
- 将写入模式更改为读模式
通过下标获取: 直接输入下标就可以获取到了
buffer.flip()
flip 方法: 将读模式转换为写模式
还是刚才的例子, 使用方法 buffer.flip() 之后, 可以看到 pos 变成了 1, lim 变成了 5 , cap 不变
这里 pos 代表的是下一个 get 的下标, lim 代表的是当前的长度
注意: 在调用 flip 进入读模式之后，后续如果调用
get()导致position大于等于了limit的值，程序会抛出BufferUnderflowException异常。这点从之前get的源码也可以看出来。
buffer.rewind()
rewind 方法可以理解为下标归零, 也可以理解为重新开始, 重头开始. 代码展示如下所示
我们点进源代码也可以看到, 它实际上就是将 pos 赋值了 0, 将 mark 赋值为 -1
buffer.mark() & buffer.reset()
这里将 mark 方法和 reset 方法一起讲, 他俩是相辅相成的一个关系, 二者缺一不可
mark 方法标记当前下标, reset 回到 mark 标记的下标
可以看到, 当我们执行 mark 方法的时候记录了当前的下标, 执行 reset 方法的时候 pos 又更改为了 1
buffer.clear() & buffer.compact()
clear 方法和 compact 方法都是对当前 ByteBuffer 写入 , clear 方法是从头开始写入, compact 方法是将未读内容移至头部然后再写入
可以看到, 在执行完 clear 方法之后, 新增的元素是从下标 0 开始写入的
可以看到, 在执行完 compact 方法之后, 它先是将没有读取到的数据放置头部, 在接下来 put 的时候对后面的内容进行了一个覆盖
全部代码
import java.io.FileInputStream; import java.nio.ByteBuffer; import java.nio.channels.FileChannel; /** * @Author ningxuan * @Date 2022/10/31 21:28 */ public class ByteBufferTest { public static void main(String[] args) { // 读文件案例 // getFileContent(); // 初始化 ByteBuffer ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(16); // 写测试 bufferPut(buffer); // a , b , c , d, 1 bufferGet(buffer); buffer.flip(); // System.out.println((char) buffer.get()); // a pos == 0 // System.out.println((char)buffer.get()); // b pos == 1 // buffer.rewind(); // System.out.println((char)buffer.get()); // c pos == 0 // System.out.println((char)buffer.get()); // d pos == 1 // bufferMarkTest(buffer); bufferCompact(buffer); } private static void bufferCompact(ByteBuffer buffer){ selectAll(buffer); buffer.get(); buffer.get(); selectAll(buffer); buffer.compact(); selectAll(buffer); buffer.put(new byte[]{'e', 'h'}); selectAll(buffer); } private static void bufferClear(ByteBuffer buffer){ selectAll(buffer); System.out.println(); buffer.clear(); buffer.put(new byte[]{'e', 'h'}); selectAll(buffer); } private static void bufferMarkTest(ByteBuffer buffer){ byte b; b = buffer.get(); // a System.out.println((char) b); buffer.mark(); System.out.println("position = " + buffer.position()); b = buffer.get(); // b System.out.println((char) b); b = buffer.get(); // c System.out.println((char) b); buffer.reset(); System.out.println("position = " + buffer.position()); b = buffer.get(); // b System.out.println((char) b); b = buffer.get(); // c System.out.println((char) b); } private static void bufferGet(ByteBuffer buffer){ byte b = buffer.get(0); // System.out.println((char)b); b = buffer.get(1); // System.out.println((char)b); } private static void bufferPut(ByteBuffer buffer){ buffer.put(new byte[]{'a', 'b', 'c', 'd'}); // selectAll(buffer); buffer.put(new byte[]{'1'}); // selectAll(buffer); } private static void selectAll(ByteBuffer buffer){ System.out.println(); int limit = buffer.limit(); System.out.print("pos = " + buffer.position() + " " + "lim = " + buffer.limit() + " " + "cap = " + buffer.capacity()); System.out.println(); for (int i = 0; i < limit; i++) { if (i < 10){ System.out.print(" | "); }else{ System.out.print(" | "); } System.out.print(i); } System.out.println(); System.out.println("--------------------------------------------------------------------------"); for (int i = 0; i < limit; i++) { byte b = buffer.get(i); System.out.print(" | "); System.out.print((char) b); if (b == 0){ System.out.print(0); } } System.out.println(); } private static void getFileContent(){ // 输入输出流 try(FileChannel channel = new FileInputStream("C:\Users\My\Desktop\learn\demo\demo\test.txt").getChannel()){ // 准备缓冲区 ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(10); // 循环遍历 while(true){ // 从 channel 读取数据, 向 buffer 写入 int len = channel.read(buffer); if (len == -1){ System.out.println("没有内容了"); break; } // 打印 buffer 内容 // 切换至 读模式 buffer.flip(); // 遍历查看是否还有剩余未读数据 while(buffer.hasRemaining()){ byte b = buffer.get(); System.out.println((char) b); } // 切换为写模式 buffer.clear(); } }catch (Exception e){ System.out.println("文件未找到"); } } } 复制代码
总结
今天学习了 NIO 下的 ByteBuffer 的几个常用方法, 重新学习第一天, 奥利给
