ByteBuf
NIO中ByteBuffer的缺点：
A 长度固定，无法动态的扩容和缩容，缺乏灵活性
B 使用一个position记录读写的索引位置，在读写模式切换时需手动调用flip方法，增加了使用的复杂度。
C 功能有限，使用过程中往往需要自行封装
1）分类
按照内存的位置，分为堆内存缓冲区 heap buffer、直接内存缓冲区direct buffer、复合内存缓冲区composite buffer。
A heap buffer
将数据存储到JVM的堆空间中，实际使用字节数组byte[]来存放。
优点：数据可以快速的创建和释放，并且能够直接访问内部数组
缺点：在读写数据时，需要将数据复制到直接缓冲区 再进行网络传输。
B direct buffer
不在堆中，而是使用了操作系统的本地内存。
优点：在使用Socket进行数据传输过程中，减少一次拷贝，性能更高。
缺点：释放和分配的空间更昂贵，使用时需要更谨慎。
C composite buffer
将两个或多个不同内存的缓冲区合并
优点：可以统一进行操作
应用场景：在通信线程使用缓冲区时，往往使用direct buffer，而业务消息使用缓冲区时，往往使用heap buffer，在解决http包，请求头+请求体特性不同而选择不同位置存储时，可以将两者拼接使用
通过迭代器遍历就可以看到类型
public static void main(String[] args) { // 堆内存 其他的方式 ByteBuf byteBuf = Unpooled.buffer(); //直接内存缓冲区 ByteBuf dBuf = Unpooled.directBuffer(); //这个类型是复合缓冲区 堆内存 和 直接内存 两个缓冲区可以作为参数复合起来 CompositeByteBuf csbuf = Unpooled.compositeBuffer(); csbuf.addComponents(byteBuf, dBuf); // 这个缓冲区可以用迭代器遍历 Iterator<ByteBuf> iterator = csbuf.iterator(); while (iterator.hasNext()) { System.out.println(iterator.next()); } }
可以看到 这里遍历出来的就是 我们先后放进去的 堆内存缓冲区和直接内存缓冲区
对于直接内存缓冲区对于空间和释放相对复杂，速度也比堆内存稍微慢一些，如何有跟好的办法去解决这个问题呢？
D 池化的概念
对于内存空间分配和释放的复杂度和效率，netty通过内存池的方式来解决。
内存池，可以循环利用ByteBuf，提高使用率。但是管理和维护较复杂。
Unpooled正是非池化缓冲区的工具类。
主要区别在于，池化的内存由netty管理，非池化的内存由GC回收。
E 回收方式
回收方式为引用计数，具体规则为，通过记录被引用的次数，判断当前对象是否还会被使用。
当对象被调用时，引用计为+1，当对象被释放时，引用计为-1，当引用次数为0时，对象可以回收。
弊端：可能引发内存泄漏。
当对象不可达，JVM会通过GC回收掉，但此时引用计数可能不为0，对象无法归还内存池，会导致内存泄漏。netty只能通过对内存缓冲区进行采样，来检查。
GC回收方式的代码效果
public static void main(String[] args) { ByteBuf buf = Unpooled.buffer(10); System.out.println(buf); //引用计数的值 System.out.println(buf.refCnt()); //保持的意思 将计数 +1 buf.retain(); System.out.println(buf.refCnt()); //释放的意思 计数-1 buf.release(); System.out.println(buf.refCnt()); }
2）工作原理
和ByteBuffer不同在于，增加了一个指针，通过两个指针记录读模式和写模式时的索引位置，读指针叫做readerIndex，写指针叫做writerIndex。
A 读写分离
当执行clear()方法时，索引位置清空回初始位置，但数据保持不变。
mark和reset方法在ByteBuf中同样适用，如markReaderIndex和resetReaderIndex。
用代码来验证效果
先查看一下初始值 以下代码都在main方法中。
public static void main(String[] args) { ByteBuf buf = Unpooled.buffer(); //默认的初始化是 256 System.out.println(buf.capacity()); //查看读写索引 System.out.println(buf.readerIndex()); System.out.println(buf.writerIndex()); //可写大小 System.out.println(buf.writableBytes()); }
不同的参数都有不同的方法来展示
接下来写入数据
buf.writeBytes("hello index".getBytes()); //默认的初始化是 256 System.out.println(buf.capacity()); //查看读写索引 System.out.println(buf.readerIndex()); System.out.println(buf.writerIndex()); //可写大小 System.out.println(buf.writableBytes());
读取数据
System.out.println("--------只读取5个字节 hello"); for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.print((char) buf.readByte()); } System.out.println(); //默认的初始化是 256 System.out.println(buf.capacity()); //查看读写索引 System.out.println(buf.readerIndex()); System.out.println(buf.writerIndex()); //可写大小 System.out.println("可写入区域：" + buf.writableBytes()); System.out.println("可读写的字节：" + buf.readableBytes());
可回收区域代码验证
读取完之后我们读取过的那五个字节就变成了可回收区域，我们可以调用方法来回收
回收之后方法 可写位置会变成 当前大小+回收大小
//回收可废弃空间 buf.discardReadBytes(); System.out.println("-------回收废弃空间"); //默认的初始化是 256 System.out.println(buf.capacity()); //查看读写索引 System.out.println(buf.readerIndex()); System.out.println(buf.writerIndex()); //可写大小 System.out.println("可写入区域：" + buf.writableBytes()); System.out.println("可读写的字节：" + buf.readableBytes());
可以看到 我们读索引归零 可写入区域变成了 原有加上回收的可废弃区域
标记回滚 同之前的charbuffer是一样的 只不过这里是两个索引
System.out.println("--------读取index 并且回退"); //这里读写索引都适用 buf.markReaderIndex(); //buf.markWriterIndex(); int end = buf.writerIndex(); for (int i = buf.readerIndex(); i < end; i++) { System.out.print((char) buf.readByte()); } System.out.println(); //撤回到mark地方 buf.resetReaderIndex(); //默认的初始化是 256 System.out.println(buf.capacity()); //查看读写索引 System.out.println(buf.readerIndex()); System.out.println(buf.writerIndex()); //可写大小 System.out.println("可写入区域：" + buf.writableBytes()); System.out.println("可读写的字节：" + buf.readableBytes());
B 深浅拷贝
浅拷贝，拷贝的是对对象的引用，并没有创建新对象，新对象和原对象之间互相影响。
浅拷贝 代码验证实现
浅拷贝方法 证明是引用
切片拷贝 只可读不可写 区间是readerindex - writerindex
public static void main(String[] args) { ByteBuf buf = Unpooled.buffer(); buf.writeBytes("hello bytebuf copy".getBytes()); System.out.println("capacity:" + buf.capacity()); //查看读写索引 System.out.println("readerIndex:" + buf.readerIndex()); System.out.println("writerIndex:" + buf.writerIndex()); //可写大小 System.out.println("可写入区域：" + buf.writableBytes()); System.out.println("可读写的字节：" + buf.readableBytes()); //复制 浅拷贝 ByteBuf newbuf = buf.duplicate(); System.out.println("-------------duplicate newbuf"); System.out.println("capacity:" + newbuf.capacity()); //查看读写索引 System.out.println("readerIndex:" + newbuf.readerIndex()); System.out.println("writerIndex:" + newbuf.writerIndex()); //可写大小 System.out.println("可写入区域：" + newbuf.writableBytes()); System.out.println("可读写的字节：" + newbuf.readableBytes()); //写入新的数据 在新的buf中 System.out.println("-------------duplicate newbuf add data"); newbuf.writeBytes("from newbuf".getBytes()); //之后读取两个 buf 查看不同 //读取大小超过写 索引会报错 我们需要设置一下 buf.writerIndex(30); for (int i = 0; i < 13; i++) { System.out.print((char) buf.readByte()); } System.out.println(); System.out.println("capacity:" + buf.capacity()); //查看读写索引 System.out.println("readerIndex:" + buf.readerIndex()); System.out.println("writerIndex:" + buf.writerIndex()); //可写大小 System.out.println("可写入区域：" + buf.writableBytes()); System.out.println("可读写的字节：" + buf.readableBytes()); //有时候 我们的只需要拿到最重要的部分 未读取部分 netty同时也给我们准备了方法 //slice() 部分浅拷贝 拷贝区间 readerindex - writerindex之间的区域 //这部分 只可读 不可写 切片的容量 就是原可读区域的大小 ByteBuf sliceBuf = buf.slice(); //写入数据 会导致 异常 System.out.println("---------sliceBuf"); System.out.println("capacity:" + sliceBuf.capacity()); //查看读写索引 System.out.println("readerIndex:" + sliceBuf.readerIndex()); System.out.println("writerIndex:" + sliceBuf.writerIndex()); //可写大小 System.out.println("可写入区域：" + sliceBuf.writableBytes()); System.out.println("可读写的字节：" + sliceBuf.readableBytes()); }
效果输出 分析
深拷贝，拷贝的是整个对象，和原对象之间完全独立。
// 深复制 ByteBuf copyBuf = buf.copy(); System.out.println("------copyBuf"); System.out.println("capacity:" + copyBuf.capacity()); //查看读写索引 System.out.println("readerIndex:" + copyBuf.readerIndex()); System.out.println("writerIndex:" + copyBuf.writerIndex()); //可写大小 System.out.println("可写入区域：" + copyBuf.writableBytes()); System.out.println("可读写的字节：" + copyBuf.readableBytes()); System.out.println("------- add data copybuf"); copyBuf.writeBytes("from copyBuf".getBytes()); copyBuf.writerIndex(43); for (int i = copyBuf.readerIndex(); i < 43; i++) { System.out.print((char) copyBuf.readByte()); } System.out.println(); System.out.println("----------原 buf"); buf.writerIndex(43); for (int i = buf.readerIndex(); i < 43; i++) { System.out.print((char) buf.readByte()); } System.out.println();
分析结果
小结
duplicate和slice方法，达成全部浅拷贝和部分浅拷贝。
copy，部分深拷贝，部分代表的是可读空间。
