[PHP知识库]Java NIO（一）- Buffer

????????从JDK1.4开始，java提供了一系列改进的IO处理（NIO：New IO），NIO可以替代标准的Java IO API，并且与标准的IO工作方式不同。

Java NIO 是一种同步非阻塞式IO。

Java中与新IO相关的包如下：
????????? java.nio包：主要包含各种与Buffer相关的类。
????????? java.nio.channels包：主要包含与Channel和Selector相关的类。
????????? java.nio.charset包：主要包含与字符集相关的类。
????????? java.nio.channels.spi包：主要包含与Channel相关的服务提供者编程接口。
????????? java.nio.charset.spi包：包含与字符集相关的服务提供者编程接口。

New IO中的三个核心对象：Channel（通道）和Buffer（缓冲）；

1. Channel是对传统的输入/输出系统的模拟，在新IO系统中所有的数据都需要通过通道传输；
2. Buffer可以被理解成一个容器，它的本质是一个数组，发送到Channel中的所有对象都必须首先放到Buffer中，而从Channel中读取的数据也必须先放到Buffer中。

New IO提供了支持非阻塞式输入/输出的Selector（选择器）类；

????????选择器是一个可以监视多个事件通道的对象（例如：连接打开、数据到达等）。因此，单个线程可以监视多个通道的数据。

其余的组件，如?Pipe和FileLock只是与三个核心组件结合使用的实用程序类。

Buffer

Buffer是一个抽象类。

Buffer就像一个数组，它可以保存多个类型相同的数据，可以在底层字节数组上进行get/set操作。

Buffer的类型：
????????CharBuffer
????????byteBuffer（最常用，但也与其他Buffer有点不同）
????????ShortBuffer
????????IntBuffer
????????LongBuffer
????????FloatBuffer
????????DoubleBuffer
（boolean类型没有对应的Buffer）

这些Buffer类都没有提供构造器，通过使用如下方法来得到一个Buffer对象。

static XxxBuffer allocate(int capacity)：创建一个容量为capacity的XxxBuffer对象。（不同Buffer都有的类方法）

Buffer中有三个重要的属性：容量（capacity）、界限（limit）和位置（position）。

容量：Buffer相当于一个内存块，而容量就是这个内存块所能存储的该类型元素的数量，言外之意就是这个内存块的大小，容量不为负数且创建之后大小不能改变。

界限：第一个不应该被读出或者写入的缓冲区的元素的位置索引。也就是说，位于limit后的数据既不可被读，也不可被写。限制永不为负数也永远不会大于容量。

位置：用于指明下一个可以被读出的或者写入的缓冲区位置索引（类似于IO流中的记录指针）。说明在position之前的缓冲区已经被使用，从position开始到limit之间的缓冲区未被使用。位置也永不为负数也永远不大于其界限。

0 <= mark <= position <= limit <= capacity

0-capacity：Buffer的空间大小

0-limit：表示Buffer中可以使用的空间大小

0-position：表示Buffer中已使用的空间大小

position-limit：表示buffer中可以使用但尚未使用的空间大小

（这里的大小指的是该Buffer对应的类型元素的数量；Buffer里还支持一个可选的标记（mark，类似于传统IO流中的mark），Buffer允许直接将position定位到该mark处。）

Buffer的主要作用就是装入数据，然后输出数据。

创建Buffer：? ? ? ?

//创建大小为48个byte元素大小的ByteBuffer，capacity为48
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);

//从通道中映射一个大小为1024个char元素大小的CharBuffer，capacity为1024
CharBuffer buf = CharBuffer.allocate(1024);

使用Buffer通常遵循4个步骤：

1、数据装入Buffer

????????开始时：Buffer的position为0，limit为capacity，程序可通过put()方法向Buffer中放入一些数据（或者从Channel中获取一些数据），每放入一些数据，Buffer的position相应地向后移动一些位置。

2、调用Buffer的flip()方法

????????该方法将limit设置为position所在位置，并将position设为0，这就使得Buffer的读写指针又移到了开始位置。也就是说，Buffer调用flip()方法之后，Buffer为输出数据做好准备。

3、读取数据

????????使用get()系列的方法读取数据。

4、调用Buffer的clear()方法或者compact()方法，为再次向Buffer中装入数据做好准备

? ? ? ??clear()方法清除（注意：这里的清除并不是字面意思）整个缓冲区，clear()方法不是清空Buffer的数据，它仅仅将position置为0，将limit置为capacity，这样为再次向Buffer中装入数据做好准备。

??compact()?方法仅清除（注意：这里的清除并不是字面意思）已读取的数据。任何未读数据都被移到缓冲区的开头，数据将在未读数据之后写入缓冲区。

?Buffer中一些常用的方法（不完全）：

? int capacity()：返回Buffer的capacity大小。
? boolean hasRemaining()：判断当前位置（position）和界限（limit）之间是否还有元素可供处理。
? int limit()：返回Buffer的界限（limit）的位置。
? Buffer limit(int newLt)：重新设置界限（limit）的值，并返回一个具有新的limit的缓冲区对象。
? Buffer mark()：设置Buffer的mark位置，它只能在0和位置（position）之间做mark。
? int position()：返回Buffer中的position值。
? Buffer position(int newPs)：设置Buffer的position，并返回position被修改后的Buffer对象。
? int remaining()：返回当前位置和界限（limit）之间的元素个数。
? Buffer reset()：将位置（position）转到mark所在的位置。
? Buffer rewind()：将位置（position）设置成0，取消设置的mark。

????????Buffer的所有子类还提供了两个重要的方法：put()和get()方法，用于向Buffer中放入数据和从Buffer中取出数据。当使用put()和get()方法放入、取出数据时，Buffer既支持对单个数据的访问，也支持对批量数据的访问（以数组作为参数）。?

注意：

????????使用put()和get()来访问Buffer中的数据时，分为相对和绝对两种。
? 相对（Relative）：从Buffer的当前position处开始读取或写入数据，然后将位置（position）的值按处理元素的个数增加。（直接get()）

? 绝对（Absolute）：直接根据索引向Buffer中读取或写入数据，使用绝对方式访问Buffer里的数据时，并不会影响位置（position）的值。（get(int index)，需要给出索引值index）

equals() 和 compareTo()?:

????????equals()和compareTo()方法是用于比较两个缓冲区。
?

equals()?如果满足以下条件，则两个缓冲区相等：

1. 它们的类型相同（字节、字符、整数等）
2. 它们在缓冲区中具有相同数量的剩余字节、字符等（position要在相同的位置）。
3. 所有剩余的字节、字符等都是相等的（position位置之后上的每一个元素也要相同）。

compareTo()??方法比较两个缓冲区的剩余元素（字节、字符等）

????注意：在以下情况下，缓冲区被认为比另一个缓冲区“小”：

1. 依次比较剩余元素的大小，直至元素不相等，直接返回比较结果。
2. 如果所有元素都是相等的，但第一个缓冲区在第二个缓冲区之前用完元素（它有更少的元素），那么第一个缓冲区小于第二个缓冲区。