Java NIO - Buffer

aqiao
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我们知道JAVA NIO包含三大核心概念：缓存（buffer），通道（channel）和选择器（selector）。今天我们先看一下Buffer。

NIO中缓存的作用跟传统IO一样，都是为了提高读写性能而创建。但是在具体的使用细节上有所不同，为了方便对比，我们先看一下传统IO中buffer的使用。

传统IO中buffer的使用

在传统的IO中，不管是输出流还是输入流，我们都可以使用buffer来提高读写性能，具体来说，buffer的创建可以分为两类

自己创建buffer

我们可以根据情况创建自己的buffer，比如我们要读取内容：Hello world!,然后输出：

try(InputStream in = new ByteArrayInputStream("Hello world!".getBytes())){
  byte[] buffer = new byte[5];
  int data;
  while ((data = in.read(buffer)) != -1){
    for(int i=0; i < data; i++){
      System.out.print((char)buffer[i]);
    }
  }
}
catch (IOException e){
  e.printStackTrace();
}

上例中我们显示地创建了一个长度为5的buffer（字节数组），你还可以根据情况创建字符数组等，然后在把内容写到buffer中，再读取buffer

使用IO库中自带的buffer

除了自己创建，你也可以使用IO库中的BufferedInputStream或BufferedOutputStream自带的buffer：

try(InputStream in = new ByteArrayInputStream("Hello world!".getBytes())){
  BufferedInputStream bufferedIn = new BufferedInputStream(in,5);
  int data;
  while ((data = bufferedIn.read())!= -1){
    System.out.print((char)data);
  }
}
catch (IOException e){
  e.printStackTrace();
}

上例使用了BufferedInputStream类，并初始化了一个长度为内部buffer

注意:上例中的read读取的就是in内部buffer，可以看一下BufferedInputStream的read()源码：

public synchronized int read() throws IOException {
    if (pos >= count) {
        fill();
        if (pos >= count)
            return -1;
    }
    return getBufIfOpen()[pos++] & 0xff;
}

NIO中的Buffer

NIO中的buffer也分为多个类型：ByteBuffer，CharBuffe，DoubleBuffer等，我们以ByteBuffer为例来看一下如何在NIO中使用buffer：

try{
  RandomAccessFile rfa = new RandomAccessFile("d:\\temp1.txt","rw");
  FileChannel channel = rfa.getChannel();
  ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(20);
  while (channel.read(buffer) != -1){
    buffer.flip();
    while (buffer.hasRemaining()){
      System.out.print((char) buffer.get());
    }
    buffer.clear();
  }
  channel.close();
}
catch (IOException e){
  e.printStackTrace();
}

上面实例化了一个长度为20的buffer，不过在NIO中有了专门的缓存对象来处理不同的数据类型。此外，还应注意以下区别： 1.在读取buffer中的内容时，必须要先调用flip()方法，确保channel从写模式切换到了读模式 2.使用get()方法读取内容 3.当读取完毕后使用clear()来关闭buffer。一定要记得调用clear()，否则将导致上例中外层while死循环

注意：clear方法并没有真正清除数据，只是设置了position为0。因为方法内部能保证position,limit无论在读和写时都能指向正确位置，所以即使不清除已读数据，也不会导致数据混乱。

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