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Java NIO使用及原理分析(二)

tantexian
 tantexian
发布于 2016/07/07 16:40
字数 1019
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转载自:李会军•宁静致远

 

在第一篇中,我们介绍了NIO中的两个核心对象:缓冲区和通道,在谈到缓冲区时,我们说缓冲区对象本质上是一个数组,但它其实是一个特殊的数组,缓冲区对象内置了一些机制,能够跟踪和记录缓冲区的状态变化情况,如果我们使用get()方法从缓冲区获取数据或者使用put()方法把数据写入缓冲区,都会引起缓冲区状态的变化。本文为NIO使用及原理分析的第二篇,将会分析NIO中的Buffer对象。

在缓冲区中,最重要的属性有下面三个,它们一起合作完成对缓冲区内部状态的变化跟踪:

position:指定了下一个将要被写入或者读取的元素索引,它的值由get()/put()方法自动更新,在新创建一个Buffer对象时,position被初始化为0。

limit:指定还有多少数据需要取出(在从缓冲区写入通道时),或者还有多少空间可以放入数据(在从通道读入缓冲区时)。

capacity:指定了可以存储在缓冲区中的最大数据容量,实际上,它指定了底层数组的大小,或者至少是指定了准许我们使用的底层数组的容量。

以上四个属性值之间有一些相对大小的关系:0 <= position <= limit <= capacity。如果我们创建一个新的容量大小为10的ByteBuffer对象,在初始化的时候,position设置为0,limit和 capacity被设置为10,在以后使用ByteBuffer对象过程中,capacity的值不会再发生变化,而其它两个个将会随着使用而变化。四个属性值分别如图所示:

 

现在我们可以从通道中读取一些数据到缓冲区中,注意从通道读取数据,相当于往缓冲区中写入数据。如果读取4个自己的数据,则此时position的值为4,即下一个将要被写入的字节索引为4,而limit仍然是10,如下图所示:

 

下一步把读取的数据写入到输出通道中,相当于从缓冲区中读取数据,在此之前,必须调用flip()方法,该方法将会完成两件事情:

1. 把limit设置为当前的position值 
2. 把position设置为0

由于position被设置为0,所以可以保证在下一步输出时读取到的是缓冲区中的第一个字节,而limit被设置为当前的position,可以保证读取的数据正好是之前写入到缓冲区中的数据,如下图所示:

 

现在调用get()方法从缓冲区中读取数据写入到输出通道,这会导致position的增加而limit保持不变,但position不会超过limit的值,所以在读取我们之前写入到缓冲区中的4个自己之后,position和limit的值都为4,如下图所示:

 

在从缓冲区中读取数据完毕后,limit的值仍然保持在我们调用flip()方法时的值,调用clear()方法能够把所有的状态变化设置为初始化时的值,如下图所示:

 

最后我们用一段代码来验证这个过程,如下所示:

[java] view plain copy

 print?

  1. import java.io.*;  
  2. import java.nio.*;  
  3. import java.nio.channels.*;  
  4.   
  5. public class Program {  
  6.     public static void main(String args[]) throws Exception {  
  7.         FileInputStream fin = new FileInputStream("d:\\test.txt");  
  8.         FileChannel fc = fin.getChannel();  
  9.   
  10.         ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(10);  
  11.         output("初始化", buffer);  
  12.   
  13.         fc.read(buffer);  
  14.         output("调用read()", buffer);  
  15.   
  16.         buffer.flip();  
  17.         output("调用flip()", buffer);  
  18.   
  19.         while (buffer.remaining() > 0) {  
  20.             byte b = buffer.get();  
  21.             // System.out.print(((char)b));  
  22.         }  
  23.         output("调用get()", buffer);  
  24.   
  25.         buffer.clear();  
  26.         output("调用clear()", buffer);  
  27.   
  28.         fin.close();  
  29.     }  
  30.   
  31.     public static void output(String step, Buffer buffer) {  
  32.         System.out.println(step + " : ");  
  33.         System.out.print("capacity: " + buffer.capacity() + ", ");  
  34.         System.out.print("position: " + buffer.position() + ", ");  
  35.         System.out.println("limit: " + buffer.limit());  
  36.         System.out.println();  
  37.     }  
  38. }  

完成的输出结果为:

这与我们上面演示的过程一致。在后面的文章中,我们继续介绍NIO中关于缓冲区一些更高级的使用。

(未完待续)

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