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Buffer是Java NIO中最基本的概念，也是java.nio包中的最基礎的類(lèi)?！?a >Java NIO》書(shū)中對Buffer的描述是“a holding tank, or staging area”，而在《Thinking in Java》則把Buffer比作穿梭于礦井和外部之間的，運載礦物的貨車(chē)。實(shí)際上，在Java NIO中的設計更為接近操作系統底層的實(shí)際運作，運用Buffer也是為了提高IO效率，這篇我們就來(lái)看下Buffer相關(guān)的最基本的內容。

0.  Buffer

Buffer是Java API在java.nio包中的第一個(gè)類(lèi)，而java.nio包中的類(lèi)大部分都是Buffer的子類(lèi)。Buffer類(lèi)本身是抽象的，甚至連put()、get()方法都沒(méi)有給出，它主要有這樣一些直接子類(lèi)，分別和非布爾的基本類(lèi)型對應: ByteBuffer, CharBuffer, DoubleBuffer, FloatBuffer, IntBuffer, LongBuffer, ShortBuffer。

再來(lái)看JDK中Buffer類(lèi)的實(shí)現，是圍繞對應于Buffer的一個(gè)數組展開(kāi)的，Buffer類(lèi)中給出了如下4個(gè)屬性變量:

• mark 在某些條件下，需要特殊標記position位置時(shí)會(huì )用到
• position  指向當前位置的數組index
• limit 指向可以訪(fǎng)問(wèn)的結尾的數組index，默認等同于capacity
• capacity 指向數組最大位置的index(+1)

另外，這4個(gè)屬性變量中前后每?jì)蓚€(gè)都恒有<=關(guān)系。

和這4個(gè)屬性對應，Buffer中還提供了一些相關(guān)的方法：

• mark() 標記mark位當前position位置
• reset() 恢復position到mark位置，前提是mark不為默認值-1
• position()和position(int) 前者獲取當前position值，后者設置position值
• clear() 恢復到最初的狀態(tài)，即mark為-1，position為0，limit為capacity，為新一輪channel的讀操作做準備
• flip() 為新一輪寫(xiě)操作做準備，和clear()不同的地方是把limit設置為position，而非capacity
• rewind() 和flip()類(lèi)似，不同之處在于不會(huì )設置limit到position位置

有意思的是，上述方法大部分都是返回Buffer類(lèi)型的，即Buffer對象本身，可以用來(lái)連續做實(shí)例方法調用。

此外，Buffer中有array()和arrayOffset()方法，但是是抽象的未實(shí)現的方法。

還有address屬性，按注釋說(shuō)明，是Direct Buffer才會(huì )用到。

1. CharBuffer等其他基本類(lèi)型對應的Buffer子類(lèi)

關(guān)于Buffer的子類(lèi)，我們可以看如下圖。

Buffer的子類(lèi)

我們看到這些直接子類(lèi)都有A標記，也就是說(shuō)它們都是抽象類(lèi)。

這些類(lèi)的具體實(shí)現都是Java API之外的，往往都和具體的平臺底層結構有關(guān)，它們封裝了如字節序處理相關(guān)等內容。但對于上述這些Buffer子類(lèi)，我們通常不必關(guān)心其具體實(shí)現。我們只需要通過(guò)allocate()和wrap()方法來(lái)分配或者初始化即可。

allocate()和wrap()都是靜態(tài)方法，在Buffer的子類(lèi)中有實(shí)現。其中allocate()是新分配，而wrap()則可以通過(guò)實(shí)現實(shí)例化的數組作為Buffer的數據存儲支持。其中ByteBuffer還有allocateDirect()方法，這個(gè)后面的文章詳細說(shuō)明。

對應地，子類(lèi)也都給出了Buffer類(lèi)中array()和arrayOffset()的具體實(shí)現，在Buffer使用堆中的數組支持的并且非只讀情況下，會(huì )分別返回數組和偏移量。有hasArray()方法判斷前兩者的可用性。

還有，最基本地，這些Buffer的直接子類(lèi)也都給出了各種重載的put()和get()方法，但是是抽象的，具體實(shí)現在這些Buffer直接子類(lèi)的具體子類(lèi)中實(shí)現。如用堆中數組作為數據支持的實(shí)現中，put()和get()則分別是對數組進(jìn)行存取操作。

除了上面所說(shuō)的，這些子類(lèi)也基本都提供了這樣幾個(gè)方法：

• compact() 這個(gè)方法也與Buffer標記相關(guān)的四個(gè)基本屬性變量有關(guān)，通常是在讀了一部分數據之后又開(kāi)始寫(xiě)數據，把未讀的數據拷貝至開(kāi)頭段，并設置各指針準備繼續寫(xiě)入。
• compareTo() 這個(gè)方法則與具體的類(lèi)型有關(guān)，Buffer的幾個(gè)子類(lèi)基本都是先了Comparable接口。
• duplicate() 復制，生成一個(gè)新的Buffer子類(lèi)對象，在Buffer個(gè)子類(lèi)中是抽象的；通常在堆實(shí)現的情況下，使用的仍是同一個(gè)支持數據存儲的數組。
• slice() 和上一個(gè)類(lèi)似，只是角標有所調整。

其它的就是個(gè)子類(lèi)結合類(lèi)型的情況和實(shí)現不同的接口提供的方法了，如CharBuffer實(shí)現了Appendable接口，有append()方法等。

2. 其它

上面已經(jīng)對Buffer和Buffer各子類(lèi)通用的最基本的內容做了闡述。而在JDK實(shí)現上不同平臺有所不同，這個(gè)就不做細節介紹了，可以參見(jiàn)對應平臺的JDK源碼。

而B(niǎo)yteBuffer是直接對應字節處理的，比較特殊。關(guān)于ByteBuffer的特征，后文會(huì )詳細整理。