ByteBuffer的原理和使用详解

ByteBuffer是字节缓冲区，主要用户读取和缓存字节数据，多用于网络编程，原生的类，存在不好用，Netty采用自己的ByteBuff，对其进行了改进

1.ByteBuffer的2种创建方式

1.ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(int size);
方式1的buf缓冲区存储在堆内存中，内存开销在JVM中，受GC影响，会多拷贝一次，因为java程序收到的数据首先被系统内存所获取，然后再拷贝给JVM

2.ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocateDirect(int size);
方式2的buf在系统直接内存中创建，内存开销在JVM之外，读写效率高(不受GC影响，0拷贝)，但是分配效率低，使用后若不释放，会造成内存泄漏

下图是不同容量情况下，两种ByteBuffer的读写效率，根据需求选择创建方式：

2.字符串转成ByteBuffer的3三种方式

方式1: 采用put()方法,读数据时需要调用flip()切换为读模式

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(int size);buf.put(msg.getBytes());

方式2：以特定编码格式将String转换为ByteBuffer

ByteBuffer buffer1 = StandardCharsets.UTF_8.encode("hello");

方式3：调用ByteBuffer.wrap()

ByteBuffer buf = ByteBuffer.wrap(msg.getBytes());

3.Bytebuffer的读写底层原理

Bytebuffer的数据读写主要采用三个参数来控制

1.position：起始下标
2.limit：限制下标
3.capacity：buffer的容量

核心思想：Bytebuffer的读写共用position、limit参数，因此需要切换至读模式(调用flip())和写模式(调用)

一.开始时，position指向0，limit指向capacity

二.写模式下，写数据时，Position会不断前移

 

三.调用flip()切换为读模式，此时Postion置为已有数据的起始下标，limit置为已有数据的末尾下标

 

四.调用clear()方法切换为写模式，采用清空缓冲区，将potision置为0，limit置为capacity

至此，我们知道读写模式由于共用相同的position等参数，因此，需要切换模式，才能正确的读写。

并且在发生一次写读(先写后读)切换后，需要调用clear()方法进行重置，才能进行一轮新的写读

当然，你可以连续写或连续读，读读或写写可以连续执行，不需要额外操作。例如：

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(int size);buf.put(msg.getBytes());  //okbuf.put(msg2.getBytes());  //ok

存在的问题：

读操作后，重新写，调用clear()会重置至0的问题，如果没有读完呢？

例如 存在接收到的数据是不完整的，无法进行读操作，那么需要在原来的基础上，继续写数据怎么办？

答案是 Buffer.compact() 切换到写入模式

五. 调用compact方法切换为写模式，在不清空缓冲区的前提下，继续写如信息，将未读取的数据前移，postion指针置为未读取数据的末尾下标，limit置为capacity

上图左侧灰色是已读部分数据，绿色是未读部分，在此基础上，调用compact继续写，会进行部分清楚操作，同时保留未读部分，这也是推荐的用法。