JavaNIO基础02-缓存区基础

1.1、什么是缓存区？

  缓冲区(Buffer)就是在内存中预留指定大小的存储空间用来对输入/输出(I/O)的数据作临时存储，这部分预留的内存空间就叫做缓冲区。

Buffer在IO中很重要。在java.io包中的BufferedInputStream、BufferedOutputStream、BufferedReader和BufferedWriter在其实现中都运用了缓冲区。java.nio包公开了Buffer API，使得Java程序可以直接控制和运用缓冲区。
在Java NIO中，缓冲区主要是跟通道（Channel）打交道，数据总是从缓冲区写入到通道中，或者从通道读取数据到缓冲区。

1.2、缓存区的优点？

1、减少实际的物理读写次数
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

1.3、缓存区的存储位置

1、堆内内存
堆内内存是由JVM所管控的Java进程内存，我们平时在Java中创建的对象都处于堆内内存中，并且它们遵循JVM的内存管理机制，JVM会采用垃圾回收机制统一管理它们的内存。
2、堆外内存
堆外内存就是存在于JVM管控之外的一块内存区域，因此它是堆外内存不受JVM的管控。

1.4 缓存区常用类

2.1 缓存区4个属性

（1）capacity
capacity指的是缓冲区能够容纳元素的最大数量，这个值在缓冲区创建时被设定，而且不能够改变。
（2）limit
limit指的是缓冲区中第一个不能读写的元素的数组下标索引，也可以认为是缓冲区中实际元素的数量。
（3）position
position指的是下一个要被读写的元素的数组下标索引，该值会随get()和put()的调用自动更新。
（4）mark
一个备忘位置，调用mark()方法的话，mark值将存储当前position的值，等下次调用reset()方法时，会设定position的值为之前的标记值。

2.2 缓存区不变等式

0<=标记<=位置<=限制<=容量

2.3 缓存区操作示例

（1）创建缓存区

ByteBuffer  buffer  = ByteBuffer.allocate(10);
//mark = -1;
//position= 0;
//limit=10;
//capacity=10;

（2）添加数据

buffer.put((byte)1);
buffer.put((byte)2);
buffer.put((byte)3);
buffer.put((byte)4);
buffer.put((byte)5);
//mark = -1;
//position= 5;
//limit=10;
//capacity=10;

（3） 读取数据
读取缓冲区前，一般调用flip（反转） 方法。

buffer.flip();
//当前状态
//mark = -1;
//position= 0;
//limit=5;
//capacity=10;

buffer.get();
buffer.get();
//当前状态
//mark = -1;
//position= 2;
//limit=5;
//capacity=10;

（4）标记缓存区

buffer.mark();
//mark = 2;
//position= 2;
//limit=5;
//capacity=10;

（5）重置缓存区

buffer.get();
buffer.get();
//mark = 2;
//position= 4;
//limit=5;
//capacity=10;
buffer.reset();
//mark = 2;
//position= 2;
//limit=5;
//capacity=10;

3 缓存常用方法

3.1 反转 flip

使缓冲区为一系列新的通道写入或相对获取 操作做好准备：它将限制设置为当前位置，然后将位置设置为

 //flip 方法内部实现
limit = position;
position = 0;
mark = -1;

3.2 清理 clear

使缓冲区为一系列新的通道读取或相对放置 操作做好准备：它将限制设置为容量大小，将位置设置为 0

//clear内部实现
 position = 0;
 limit = capacity;
 mark = -1;

3.3 重绕rewind

使缓冲区为重新读取已包含的数据做好准备：它使限制保持不变，将位置设置为 0

position = 0;
mark = -1;

3.4 remaining 与 hasRemaining

常用用于判断缓存区可读内容的长度。

return limit - position;

3.5 标记mark()与重置reset()方法

mark 把 mark的值设置成position。
reset 把position设置成mark的值，相当于之前做过一个标记，现在要退回到之前标记的地方

3.6 压缩 compact

把从position到limit中的内容移到0到limit-position的区域内，position和limit的取值也分别变成limit-position、capacity。如果先将positon设置到limit，再compact，那么相当于clear()