ByteBuffer使用解谜
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结构介绍
ByteBuffer是NIO产生的时候带出来的一个对象，是Channel读写数据的缓冲区
我们在使用NIO的时候通常会看到这样一行代码：
ByteBuffer allocate = ByteBuffer.allocate(1024);
它底层的实现是这样的，实际就是上图所标记的HeapByteBuffer
底层其实就是一个字节数组，但是有几个不同作用的指针，再我们执行完上面那行代码后，初始化的结构如下图所示：
生成一个长度为1024的数组以及4个指针，分别是：
- position： 读写指针，在写的情况下，记录写数据的偏移量；在读的情况下，记录读数据的偏移量；
- capacity： 数组大小的边界（就是数组容量，不会变）
- limit： 读写边界指针，写数据的边界或者读数据的边界
- mark：标记指针，可以标记一个position的位置
📌重点：写或者读的空间都是 position——limit之间的空间
这样一看可能有点懵逼是吧，我们换个思路想，这个缓冲区分为读、写两种模式，像上图初始化后默认就是写模式，所以position到limit之间都是可写的空间(1024)，每写入一个字节，position就会像前移动一个字节，假设我们写入 "Hello",一共五个字节，那内部就是这样的：
此时：position变为了5
可写空间为：position——limit 之间 可以继续写，position会一直向前移动
可读空间为：position——limit 之间 虽然可以读，但是读取不到数据
这就可以称为写模式
上图还是写模式，如果想读取数据，那就需要切换到读模式，切换后结构如下：
此时：position变为了0 ，limit变为了5
可写空间为：position——limit 之间 可以写，但是会覆盖之前内容且不得超过limit
可读空间为：position——limit 之间 所以可以读取数据，每读一个字节，position向前移动一个字节
这就被称为读模式
好了，到这相信大家有了一个大概的了解了
常用方法说明
ByteBuffer.remaining()
获取position—limit之间还有多少空间，也就是返回两者差值
常用来获取可读数据的长度，或者可写数据的空间大小
源代码如下：
ByteBuffer.hasRemaining()
判断是否还可读 或者 是否还有空间可写 true：可写或未读完 false：反之
常用来判断数据是否完全读取、是否还能写入数据
源代码如下：
ByteBuffer.flip()
从写模式切换为读模式，实际就是移动指针
在写模式下，position指针会一直向前移动，我们想读取数据是在0——position之间的
所以我们需要将limit放到position的位置，position置为0，此时再读position-limit就是我们想要的数据啦
所以此操作可以称为写模式到读模式的切换
源代码如下：
ByteBuffer.clear()
重置指针，将指针恢复到初始化的情况
恢复到初始化的指针情况，目的是让你可以重新的写入
此时注意，此操作只是重置了指针并没有清除数据
如果缓冲区内有数据，重置了后去读还是可以读取数据的
源代码如下：
ByteBuffer.rewind()
重置position指针
这个重置与上面的重置不同，只重置了position指针，有两层语义，同样不会清除数据
写模式下：可以让你重新写
读模式下：可以让你重新读
而clear则是强制恢复到初始位置
源代码如下：
ByteBuffer.mark()与ByteBuffer.reset()
是不是感觉mark指针没用到？这个只是个标记指针
ByteBuffer.mark()源代码如下：
ByteBuffer.reset()源代码如下：
这两个方法一般搭配使用，场景就是position指针读取或者写入都会不断向前，要是中间有段内容想要重写怎么办？中间有段内容想要重新读取怎么办？所以我们打上一个标记点，之后方便重新回到这个标记点重新操作
- mark()：记录当前position的位置
- reset()： 将position恢复到mark指针标记的位置
接着上面写入图来是这样的：
reset后不会清除数据，图示只是为了方便
get和put这种简单的就不说明了
实操演示
场景1：先写后读
// 初始化
ByteBuffer allocate = ByteBuffer.allocate(1024);
// 写入数据
allocate.put("Hello".getBytes());
// 切换指针 然后读取
allocate.flip();
// 初始化一个和可读数据一样大小的数组
byte[] bytes = new byte[allocate.remaining()];
// 将数据读取到数组中
allocate.get(bytes);
System.out.println(new String(bytes));
输出结果：Hello
场景2：写→标记→写→重置标记→写→读
// 初始化
ByteBuffer allocate = ByteBuffer.allocate(1024);
// 写入数据
allocate.put("Hello".getBytes());
// 标记
allocate.mark();
// 写入数据
allocate.put(" Hello".getBytes());
// 重置到标记点
allocate.reset();
// 再重新写，覆盖之前的错误数据
allocate.put(" World!".getBytes());
// 切换指针 然后读取
allocate.flip();
// 初始化一个和可读数据一样大小的数组
byte[] bytes = new byte[allocate.remaining()];
// 将数据读取到数组中
allocate.get(bytes);
System.out.println(new String(bytes));
输出：Hello World!
场景3：写→标记→写→重置标记→读
// 初始化
ByteBuffer allocate = ByteBuffer.allocate(1024);
// 写入数据
allocate.put("Hello".getBytes());
// 标记
allocate.mark();
// 写入数据
allocate.put(" World！".getBytes());
// 重置到标记点
allocate.reset();
// 切换指针 然后读取
allocate.flip();
// 初始化一个和可读数据一样大小的数组
byte[] bytes = new byte[allocate.remaining()];
// 将数据读取到数组中
allocate.get(bytes);
System.out.println(new String(bytes));
输出：Hello 因为重置到标记点了，标记点后的数据就读取不了
场景4：写→读→判断数据是否完全读取→没读完继续读
// 初始化
ByteBuffer allocate = ByteBuffer.allocate(1024);
// 写入数据
allocate.put("Hello World!".getBytes());
// 切换指针 然后读取
allocate.flip();
// 初始化一个和可读数据一样大小的数组
byte[] bytes = new byte[5];
// 将数据读取到数组中
allocate.get(bytes);
String data=new String(bytes);
// 才读了5个字节肯定没读完
while (allocate.hasRemaining()){
System.out.println("没读完继续读");
byte[] bytes1 = new byte[allocate.remaining()];
allocate.get(bytes1);
data+=new String(bytes1);
}
System.out.println(data);
输出：
没读完继续读
Hello World!
场景5：写→重复读
// 初始化
ByteBuffer allocate = ByteBuffer.allocate(1024);
// 写入数据
allocate.put("Hello World!".getBytes());
// 切换指针 然后读取
allocate.flip();
// 初始化一个和可读数据一样大小的数组
byte[] bytes = new byte[allocate.remaining()];
//重复读三次
for (int i = 0; i < 3; i++) {
// 将数据读取到数组中
allocate.get(bytes);
System.out.println(new String(bytes));
// 重置position指针到0
allocate.rewind();
}
输出：
Hello World!
Hello World!
Hello World!
总结
可以看到ByteBuffer底层结构和逻辑都是比较简单的，所有的操作也都是和指针有关，只要把指针这块的逻辑搞清楚了，就算使用时忘记了，直接看一下源码也就OK了