问题背景
最近在开发中遇到一个问题——CameraX的imageCapture在拍照成功以后onCaptureSuccess中得到的是一个ByteBuffer，我们通常处理图片需要用到的是ByteArray，第一反应是直接调用ByteBuffer.array()进行转换。这个时候报了UnsupportedOperationException的异常。
DirectBuffer
看一下源码为什么曝出这个问题
public final byte[] array() {
if (hb == null)
throw new UnsupportedOperationException();
if (isReadOnly)
throw new ReadOnlyBufferException();
return hb;
}
可以看到当hb == null的时候会抛出这个异常，而hb其实就是HeapBuffer的缩写，也就是堆上的Buffer。
final byte[] hb; // Non-null only for heap buffers
而如果打印这个imageProxy.planes[0].buffer的类型，会发现这是一个NIO.DirectBuffer，那么需要了解一下ByteBuffer的原理才能明白这到底是什么东西。
ByteBuffer是一块缓冲区，它有三个属性capacity，limit还有postion，其中position代表缓冲区里的指针移动位置，而limit默认就是容量大小，limit一般用于设置读操作的终点。在读取ByteBuffer的时候的代码通常为
byteBuffer.limit(bytebuffer.position);
byteBuffer.position(0);
// 可以缩写为
byteBuffer.flip();
而HeapBuffer和DirectBuffer的区别就在于HeapBuffer里多了一块backingArraybyte[]
也叫支持数组。熟悉JVM的同学可以从Heap这个词就可以看出，HeapBuffer是在堆内分配内存的，而DirectBuffer是在堆外，堆内堆外的区别在于GC，ByteBuffer如果不断被GC整理改变了内存地址，会让IO操作更笨重，所以为了使用的效率就有了DirectBuffer。在Java中创建对象即在堆内开辟了一块内存操作，所以直接声明byte[] hb这样的方式当然是堆内创建，而DirectBuffer则是在堆外创建，这里会用到Native的方法，关于JVM的原理太多了就不深入探究了。
看一下创建DirectBuffer的方法
public static ByteBuffer allocateDirect(int capacity) {
// Android-changed: Android's DirectByteBuffers carry a MemoryRef.
// return new DirectByteBuffer(capacity);
DirectByteBuffer.MemoryRef memoryRef = new DirectByteBuffer.MemoryRef(capacity);
return new DirectByteBuffer(capacity, memoryRef);
}
关于MemoryRef创建初始化的代码：
MemoryRef(int capacity) {
VMRuntime runtime = VMRuntime.getRuntime();
buffer = (byte[]) runtime.newNonMovableArray(byte.class, capacity + 7);
allocatedAddress = runtime.addressOf(buffer);
// Offset is set to handle the alignment: http://b/16449607
offset = (int) (((allocatedAddress + 7) & ~(long) 7) - allocatedAddress);
isAccessible = true;
isFreed = false;
originalBufferObject = null;
}
这个newNonMovableArray和addressOf在性能优化团队可能比较常见，可以简单理解为我们自己拿到了虚拟机来分配内存和设置指针。总而言之DirectBuffer由于堆外分配的原因是不存在backingArray的所以没有办法直接调用array方法来转换为ByteArray。
解决方案
先贴出最后的代码，这里参考的是Google的代码，解释一下就是首先 回到ByteBuffer的起点，然后新建一个等大的ByteArray，然后把ByteBuffer内容拷贝过去并返回这个ByteArray。
fun ByteBuffer.toByteArray(): ByteArray {
rewind()
val data = ByteArray(remaining())
get(data)
return data
}
比较迷惑的是这个get方法，是怎么做到内容的拷贝的。
public ByteBuffer get(byte[] dst) {
return get(dst, 0, dst.length);
}
public ByteBuffer get(byte[] dst, int offset, int length) {
checkBounds(offset, length, dst.length);
if (length > remaining())
throw new BufferUnderflowException();
int end = offset + length;
for (int i = offset; i < end; i++)
dst[i] = get();
return this;
}
其实也很简单，就是根据当前数组的大小，进行遍历并且拿buffer赋值。
private byte get(long a) {
return Memory.peekByte(a);
}
public static native byte peekByte(long address);
最后调用到的是Memory的读字节方法，这个方法是一个native方法，就是操作内存去了，就不再往下看了。
总结
一个非常简单的小问题，HeapBuffer有backingArray可以直接拿来用，而DirectBuffer则需要自己设置个Array然后遍历。但是这里可以初窥到自己使用虚拟机来操作内存的方法，对于性能优化，尤其是bitmap的性能优化有一些参考价值。
