Netty ByteBuf底层原理

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前言

ByteBuf是为了解决Java NIO ByteBuffer的问题和满足网络应用程序开发人员日常需求而设计的。

Netty ByteBuf 优势

Netty 提供了ByteBuf，来替代Java NIO的 ByteBuffer 缓，来操纵内存缓冲区。

与Java NIO的 ByteBuffer 相比，ByteBuf的优势如下：

1. Pooling (池化，这点减少了内存复制和GC，提升效率)
2. 可以自定义缓冲类型
3. 通过一个内置的复合缓冲类型实现零拷贝
4. 扩展性好，比如 StringBuffer
5. 不需要调用 flip()来切换读/写模式
6. 读取和写入索引分开
7. 方法链
8. 引用计数

案例

从结构上来说，ByteBuf 由一串字节数组构成。数组中每个字节用来存放信息。ByteBuf 提供了两个索引，一个用于读取数据，一个用于写入数据。这两个索引通过在字节数组中移动，来定位需要读或者写信息的位置。当从 ByteBuf 读取时，它的 readerIndex（读索引）将会根据读取的字节数递增。同样，当写 ByteBuf 时，它的 writerIndex 也会根据写入的字节数进行递增.

需要注意的是极限的情况是 readerIndex 刚好读到了 writerIndex 写入的地方。 如果 readerIndex 超过了 writerIndex 的时候，Netty 会抛出 IndexOutOf-BoundsException异常。

public class NettyByteBuf {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建byteBuf对象，该对象内部包含一个字节数组byte[10]
        // 通过readerindex和writerIndex和capacity，将buffer分成三个区域
        // 已经读取的区域：[0,readerindex)
        // 可读取的区域：[readerindex,writerIndex)
        // 可写的区域: [writerIndex,capacity)
        ByteBuf byteBuf = Unpooled.buffer(10);
        System.out.println("byteBuf=" + byteBuf);
        for (int i = 0; i < 8; i++) {
            byteBuf.writeByte(i);
        }
        System.out.println("byteBuf=" + byteBuf);
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println(byteBuf.getByte(i));
        }
        System.out.println("byteBuf=" + byteBuf);
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println(byteBuf.readByte());
        }
        System.out.println("byteBuf=" + byteBuf);
        //用Unpooled工具类创建ByteBuf
        ByteBuf byteBuf2 = Unpooled.copiedBuffer("hello,word!", CharsetUtil.UTF_8);
        //使用相关的方法
        if (byteBuf2.hasArray()) {
            byte[] content = byteBuf2.array();
            //将 content 转成字符串
            System.out.println(new String(content, CharsetUtil.UTF_8));
            System.out.println("byteBuf=" + byteBuf2);
            // 0
            System.out.println(byteBuf2.readerIndex());
            // 12
            System.out.println(byteBuf2.writerIndex());
            // 36
            System.out.println(byteBuf2.capacity());
            // 获取数组0这个位置的字符h的ascii码，h=104
            System.out.println(byteBuf2.getByte(0));
            //可读的字节数  12
            int len = byteBuf2.readableBytes();
            System.out.println("len=" + len);
            //使用for取出各个字节
            for (int i = 0; i < len; i++) {
                System.out.println((char) byteBuf2.getByte(i));
            }
            //范围读取
            System.out.println(byteBuf2.getCharSequence(0, 6, CharsetUtil.UTF_8));
            System.out.println(byteBuf2.getCharSequence(6, 6, CharsetUtil.UTF_8));
        }
    }
}