Java bytebuffer实践
前言
最近在使用java做文件io相关的代码时，不可避免的使用的filechannel和bytebuffer，其中bytebuffer有些地方容易让初学者产生困扰，这里记录一下我的一些实践
类结构
基本原理
我们解释下Buffer类和ByteBuffer中的字段
- hb：这个就是实际的byte数组
- capacity：就是这个hb实际容量，绝大部分场景下都不可改变，无法增大
- offset：内置的偏移量，每次读写buffer都必须加上offset，默认ByteBuffer.allocate的偏移量是0
- position: 当前buffer 读写的位置，类似于cursor的概念，默认是0
- limit: 当前buffer读写位置的上限，默认是capacity
- mark：用来记录某个时刻position的位置，默认值是-1
// Invariants: mark <= position <= limit <= capacity
- 向buffer中写入内容: position变大
- 读取buffer中的内容：当写入完成时此时相当于0到position之间的内容都是刚刚写入的，那应该如何读取呢, 因为读写都是根据position来的，此时需要做一次flip操作，position需要被清零，limit换成之前的position
public final Buffer flip() {
limit = position;
position = 0;
mark = -1;
return this;
}
flip操作完之后会发现，limit和capacity之前有可能不一样了，下次在写入buffer的时候能写入的数据变小了
为什么要在写buffer完之后使用flip呢
因为写入到buffer中的只有0到position之间的数据，而position和就limit之间的数据是未定义的，不应该被应用程序读到，所以需要将最新的写入position设置为新的limit，这样应用程序读到limit就不读取数据了。
读完之后再写应该怎么处理
- 假设完全读完了buffer，此时position和limit相等，对于这个buffer来说它的remaining是0了，不存在可写入的空间了，此时可以继续使用flip，当然更好的处理是使用rewind
public final Buffer rewind() {
position = 0;
mark = -1;
return this;
}
具体的使用场景
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初始化
// 初始化
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(4096);
public static ByteBuffer allocate(int capacity) {
if (capacity < 0)
throw new IllegalArgumentException();
return new HeapByteBuffer(capacity, capacity);
}
可以看到实际初始化的是HeapByteBuffer实例，因为还有DirectBuffer，不过本文不会涉及
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读写buffer
因为Filechannel配合在一起使用，而且经常和文件系统的读写在一个语境中使用，不免有些容易混淆的地方。
- 从文件系统读取数据到buffer中，即使用
fileChannel.read(buf)这个对于buffer来说其实是写入，当然该read会尽可能读满buffer - 通过filechannel和bytebuffer读取文件中第一个long number
fileChannel.read(buf); // buf会被读满，即position==limit
buf.flip(); // position = 0; limit = old position
buf.getLong(); // position += 8;
所以我们看到从文件系统中读完之后要flip一下，在使用buf读写的时候要注意尽量读满再使用flip，否则应该使用rewind
- 通过bytebuffer和filechannel写入一个long number到文件系统中
buf.putLong(1L);
buf.flip(); // 未写满的情况下，必须使用flip，写满的情况下flip和rewind是等价的
fileChannel.write(buf);
总结
- 容易让人混淆的就是flip使用的时机，理解position和limit的关系之后就会简单不少
