Java NIO使用及原理分析（三）

在上一篇文章中介绍了缓冲区内部对于状态变化的跟踪机制，而对于NIO中缓冲区来说，还有很多的内容值的学习，如缓冲区的分片与数据共享，只读缓冲区等。在本文中我们来看一下缓冲区一些更细节的内容。

缓冲区的分配

在前面的几个例子中，我们已经看过了，在创建一个缓冲区对象时，会调用静态方法allocate()来指定缓冲区的容量，其实调用 allocate()相当于创建了一个指定大小的数组，并把它包装为缓冲区对象。或者我们也可以直接将一个现有的数组，包装为缓冲区对象，如下示例代码所示：

    public class BufferWrap {  
      
        public void myMethod()  
        {  
            // 分配指定大小的缓冲区  
            ByteBuffer buffer1 = ByteBuffer.allocate(10);  
              
            // 包装一个现有的数组  
            byte array[] = new byte[10];  
            ByteBuffer buffer2 = ByteBuffer.wrap( array );  
        }  
    }  

缓冲区分片

在NIO中，除了可以分配或者包装一个缓冲区对象外，还可以根据现有的缓冲区对象来创建一个子缓冲区，即在现有缓冲区上切出一片来作为一个新的缓冲区，但现有的缓冲区与创建的子缓冲区在底层数组层面上是数据共享的，也就是说，子缓冲区相当于是现有缓冲区的一个视图窗口。调用slice()方法可以创建一个子缓冲区，让我们通过例子来看一下：

import java.nio.*;  
  
public class Program {  
    static public void main( String args[] ) throws Exception {  
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate( 10 );  
          
        // 缓冲区中的数据0-9  
        for (int i=0; i<buffer.capacity(); ++i) {  
            buffer.put( (byte)i );  
        }  
          
        // 创建子缓冲区  
        buffer.position( 3 );  
        buffer.limit( 7 );  
        ByteBuffer slice = buffer.slice();  
          
        // 改变子缓冲区的内容  
        for (int i=0; i<slice.capacity(); ++i) {  
            byte b = slice.get( i );  
            b *= 10;  
            slice.put( i, b );  
        }  
          
        buffer.position( 0 );  
        buffer.limit( buffer.capacity() );  
          
        while (buffer.remaining()>0) {  
            System.out.println( buffer.get() );  
        }  
    }  
} 

只读缓冲区

import java.nio.*;  
  
public class Program {  
    static public void main( String args[] ) throws Exception {  
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate( 10 );  
          
        // 缓冲区中的数据0-9  
        for (int i=0; i<buffer.capacity(); ++i) {  
            buffer.put( (byte)i );  
        }  
  
        // 创建只读缓冲区  
        ByteBuffer readonly = buffer.asReadOnlyBuffer();  
          
        // 改变原缓冲区的内容  
        for (int i=0; i<buffer.capacity(); ++i) {  
            byte b = buffer.get( i );  
            b *= 10;  
            buffer.put( i, b );  
        }  
          
        readonly.position(0);  
        readonly.limit(buffer.capacity());  
          
        // 只读缓冲区的内容也随之改变  
        while (readonly.remaining()>0) {  
            System.out.println( readonly.get());  
        }  
    }  
}

如果尝试修改只读缓冲区的内容，则会报ReadOnlyBufferException异常。只读缓冲区对于保护数据很有用。在将缓冲区传递给某个 对象的方法时，无法知道这个方法是否会修改缓冲区中的数据。创建一个只读的缓冲区可以保证该缓冲区不会被修改。只可以把常规缓冲区转换为只读缓冲区，而不能将只读的缓冲区转换为可写的缓冲区。

直接缓冲区

import java.io.*;  
import java.nio.*;  
import java.nio.channels.*;  
  
public class Program {  
    static public void main( String args[] ) throws Exception {  
        String infile = "c:\\test.txt";  
        FileInputStream fin = new FileInputStream( infile );  
        FileChannel fcin = fin.getChannel();  
          
        String outfile = String.format("c:\\testcopy.txt");  
        FileOutputStream fout = new FileOutputStream( outfile );      
        FileChannel fcout = fout.getChannel();  
          
        // 使用allocateDirect，而不是allocate  
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect( 1024 );  
          
        while (true) {  
            buffer.clear();  
              
            int r = fcin.read( buffer );  
              
            if (r==-1) {  
                break;  
            }  
              
            buffer.flip();  
              
            fcout.write( buffer );  
        }  
    }  
} 

内存映射文件I/O

import java.io.*;  
import java.nio.*;  
import java.nio.channels.*;  
  
public class Program {  
    static private final int start = 0;<span style="font-family:FangSong_GB2312;font-size:13px;">  
    static private final int size = 1024;  
      
    static public void main( String args[] ) throws Exception {  
        RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile( "c:\\test.txt", "rw" );  
        FileChannel fc = raf.getChannel();  
          
        MappedByteBuffer mbb = fc.map( FileChannel.MapMode.READ_WRITE,  
          start, size );  
          
        mbb.put( 0, (byte)97 );  
        mbb.put( 1023, (byte)122 );  
          
        raf.close();  
    }  
}