JavaNIO基础02-缓存区基础

简介: 1.1、什么是缓存区?  缓冲区(Buffer)就是在内存中预留指定大小的存储空间用来对输入/输出(I/O)的数据作临时存储,这部分预留的内存空间就叫做缓冲区。

1.1、什么是缓存区?

  缓冲区(Buffer)就是在内存中预留指定大小的存储空间用来对输入/输出(I/O)的数据作临时存储,这部分预留的内存空间就叫做缓冲区。

Buffer在IO中很重要。在java.io包中的BufferedInputStream、BufferedOutputStream、BufferedReader和BufferedWriter在其实现中都运用了缓冲区。java.nio包公开了Buffer API,使得Java程序可以直接控制和运用缓冲区。
在Java NIO中,缓冲区主要是跟通道(Channel)打交道,数据总是从缓冲区写入到通道中,或者从通道读取数据到缓冲区。

1.2、缓存区的优点?

1、减少实际的物理读写次数
2、缓冲区在创建时就被分配内存,这块内存区域一直被重用,可以减少动态分配和回收内存的次数

1.3、缓存区的存储位置

1、堆内内存
堆内内存是由JVM所管控的Java进程内存,我们平时在Java中创建的对象都处于堆内内存中,并且它们遵循JVM的内存管理机制,JVM会采用垃圾回收机制统一管理它们的内存。
2、堆外内存
堆外内存就是存在于JVM管控之外的一块内存区域,因此它是堆外内存不受JVM的管控。

1.4 缓存区常用类

缓存区类说明
类名称 说明
ByteBuffer 字节缓存区
HeapByteBuffer 堆内字节缓存区
HeapByteBufferR 堆内字节只读缓存区,以R结尾的类表示只读
MappedByteBuffer 文件映射到虚拟内存,读写性极能
DirectByteBuffer 堆外字节缓存区
- -
ByteBufferAsCharBufferB 字节缓存区转字符缓存区,大端序列
ByteBufferAsCharBufferRB 字节缓存区转字符缓存区,只读、大端序列
ByteBufferAsCharBufferL 字节缓存区转字符缓存区,小端序列
ByteBufferAsCharBufferLB 字节缓存区转字符缓存区,只读、小端序列
DirectCharBufferS 堆外字符缓冲期,字节序反转
DirectCharBufferRS 堆外字符缓冲期,只读、字节序反转
DirectCharBufferU 堆外字符缓冲期,字节序非反转

2.1 缓存区4个属性

(1)capacity
capacity指的是缓冲区能够容纳元素的最大数量,这个值在缓冲区创建时被设定,而且不能够改变。
(2)limit
limit指的是缓冲区中第一个不能读写的元素的数组下标索引,也可以认为是缓冲区中实际元素的数量。
(3)position
position指的是下一个要被读写的元素的数组下标索引,该值会随get()和put()的调用自动更新。
(4)mark
一个备忘位置,调用mark()方法的话,mark值将存储当前position的值,等下次调用reset()方法时,会设定position的值为之前的标记值。

2.2 缓存区不变等式

0<=标记<=位置<=限制<=容量

2.3 缓存区操作示例

(1)创建缓存区

ByteBuffer  buffer  = ByteBuffer.allocate(10);
//mark = -1;
//position= 0;
//limit=10;
//capacity=10;
初始化状态

(2)添加数据

buffer.put((byte)1);
buffer.put((byte)2);
buffer.put((byte)3);
buffer.put((byte)4);
buffer.put((byte)5);
//mark = -1;
//position= 5;
//limit=10;
//capacity=10;
添加数据后

(3) 读取数据
读取缓冲区前,一般调用flip(反转) 方法。

buffer.flip();
//当前状态
//mark = -1;
//position= 0;
//limit=5;
//capacity=10;
读取前翻转
buffer.get();
buffer.get();
//当前状态
//mark = -1;
//position= 2;
//limit=5;
//capacity=10;
执行两次get后

(4)标记缓存区

buffer.mark();
//mark = 2;
//position= 2;
//limit=5;
//capacity=10;
标记后

(5)重置缓存区

buffer.get();
buffer.get();
//mark = 2;
//position= 4;
//limit=5;
//capacity=10;
buffer.reset();
//mark = 2;
//position= 2;
//limit=5;
//capacity=10;
重置缓存区

3 缓存常用方法

3.1 反转 flip

使缓冲区为一系列新的通道写入或相对获取 操作做好准备:它将限制设置为当前位置,然后将位置设置为

 //flip 方法内部实现
limit = position;
position = 0;
mark = -1;

3.2 清理 clear

使缓冲区为一系列新的通道读取或相对放置 操作做好准备:它将限制设置为容量大小,将位置设置为 0

//clear内部实现
 position = 0;
 limit = capacity;
 mark = -1;

3.3 重绕rewind

使缓冲区为重新读取已包含的数据做好准备:它使限制保持不变,将位置设置为 0

position = 0;
mark = -1;

3.4 remaining 与 hasRemaining

常用用于判断缓存区可读内容的长度。

return limit - position;

3.5 标记mark()与重置reset()方法

mark 把 mark的值设置成position。
reset 把position设置成mark的值,相当于之前做过一个标记,现在要退回到之前标记的地方

3.6 压缩 compact

把从position到limit中的内容移到0到limit-position的区域内,position和limit的取值也分别变成limit-position、capacity。如果先将positon设置到limit,再compact,那么相当于clear()

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