Java NIO - 缓冲区

Java NIO 中的缓冲区可以被视为一个简单的对象，它充当固定大小的数据块容器，可用于将数据写入通道或从通道读取数据，以便缓冲区充当通道的端点。

它提供了一组方法，可以更方便地处理内存块，以便从通道读取数据和向通道写入数据。

与经典 IO 相比，缓冲区使 NIO 包更高效、更快，因为 IO 数据以流的形式处理，不支持异步和并发数据流。此外 IO 不允许以块或字节组执行数据。

定义 Java NIO 缓冲区的主要参数可以定义为 -

容量- 可以存储在缓冲区中的最大数据/字节量。缓冲区的容量无法更改。一旦缓冲区已满，应在写入之前将其清除。
Limit - Limit 的含义取决于 Buffer 的模式，即在 Buffer Limit 的写入模式下等于容量，这意味着可以在 buffer 中写入的最大数据。而在 buffer 的读取模式下 Limit 意味着可以写入的数据量的限制从Buffer中读取。
Position - 指向缓冲区中光标的当前位置。在创建缓冲区时最初设置为 0，换句话说，它是要读取或写入的下一个元素的索引，通过 get() 和 put 自动更新（）方法。
Mark - 标记缓冲区中位置的书签。当调用 mark() 方法时，将记录当前位置，当调用 reset() 时，将恢复标记的位置。

缓冲器类型

Java NIO 缓冲区可以根据缓冲区处理的数据类型分为以下变体 -

字节缓冲区
映射字节缓冲区
字符缓冲区
双缓冲
浮动缓冲区
内部缓冲区
长缓冲区
短缓冲区

Buffer的重要方法

正如已经提到的，Buffer 作为内存对象，它提供了一系列方法，可以更方便地处理内存块。以下是 Buffer 的重要方法 -

allocate(intcapacity) - 此方法用于分配一个以容量为参数的新缓冲区。如果传递的容量为负整数，则分配方法会抛出 IllegalArgumentException。
read() 和 put() - 通道的 read 方法用于将数据从通道写入缓冲区，而 put 是缓冲区的一种方法，用于将数据写入缓冲区。
Flip() - Flip 方法将 Buffer 的模式从写入模式切换为读取模式。它还将位置设置回 0，并将限制设置为写入时位置的位置。
write() 和 get() - 通道的 write 方法用于将数据从缓冲区写入通道，而 get 是缓冲区的方法，用于从缓冲区读取数据。
rewind() - 当需要重读时使用 rewind 方法，因为它将位置设置回零并且不改变 limit 的值。
clear()和compact() -clear和compact这两种方法都用于使缓冲区从读取模式变为写入模式。clear()方法使位置为零，限制等于容量，在该方法中，缓冲区中的数据不会被清除，只是标记会被重新初始化。

另一方面，当仍然有一些未读数据并且我们仍然使用缓冲区的写入模式时，使用compact()方法，在这种情况下，compact方法将所有未读数据复制到缓冲区的开头，并将位置设置为最后一个未读元素之后.limit 属性仍然设置为capacity。
mark() 和 reset() - 顾名思义，mark 方法用于标记缓冲区中的任何特定位置，而重置则使位置回到标记位置。

例子

以下示例显示了上述定义方法的实现。

import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.CharBuffer;

public class BufferDemo {
   public static void main (String [] args) {
      //allocate a character type buffer.
      CharBuffer buffer = CharBuffer.allocate(10);
      String text = "bufferDemo";
      System.out.println("Input text: " + text);
      for (int i = 0; i < text.length(); i++) {
         char c = text.charAt(i);
         //put character in buffer.
		 buffer.put(c);
      }
      int buffPos = buffer.position();
      System.out.println("Position after data is written into buffer: " + buffPos);
      buffer.flip();
      System.out.println("Reading buffer contents:");
      while (buffer.hasRemaining()) {
         System.out.println(buffer.get());                   
      }
      //set the position of buffer to 5.
      buffer.position(5);
      //sets this buffer's mark at its position
      buffer.mark();
      //try to change the position
      buffer.position(6);
      //calling reset method to restore to the position we marked.
      //reset() raise InvalidMarkException if either the new position is less
      //than the position marked or merk has not been setted.
      buffer.reset();
      System.out.println("Restored buffer position : " + buffer.position());
   }
}

输出

Input text: bufferDemo
Position after data is written into buffer: 10
Reading buffer contents:
b
u
f
f
e
r
D
e
m
o
Restored buffer position : 5