一、简介

Buffer是一个写入通道或者从通道中读取的数据块。Buffer是Java I/O和Java NIO的主要差异之一。对于早期的Java I/O，数据是基于流的方式进行读写的，而现在NIO是基于buffer的方式来读写的。NIO中的通道跟流是一个意思。

二、 Buffer特性

Buffer是Java NIO的基本构成组件。
Buffer提供了一个固定大小的容器来读写数据。
每个buffer都是可读的，但是只有被选中的buffer才是可写的。
Buffer是通道的端点。
在一个只读buffer中，内容是不可变的，但是它的 mark, position, limit 是可变的。
默认的buffer是线程不安全的

Buffer的读写模式如图所示：

三、 Buffer的类型

每个基本类型都有一个buffer类型想对应。所有的buffer类都实现了 Buffer 接口。大部分使用的类型是 ByteBuffer。下面是在Java NIO包中可用的buffer类型：

ByteBuffer
CharBuffer
ShortBuffer
IntBuffer
LongBuffer
FloatBuffer
DoubleBuffer
MappedByteBuffer
如图所示：

这些类都不能直接实例化，因为他们都是抽象类，但是每个都包含了静态工厂方法来创建适当类的实例。

四、 Buffer的基本属性

Buffer有四个基本的属性，下面简单介绍下

1、容量Capacity
Buffer是一个固定大小的类型，这个最大固定大小就叫做capacity。一旦这个buffer是满了，那么就应该在写入它之前清空它。一旦capacity被设置，在它的生命周期内就不能再被改变了。

2、上界Limit
对于写模式，limit 是等于buffer的 capacity的。对于读模式，limit是buffer的最后填充索引的下一个。当buffer被写入时，limit会自增。limit满足下面的条件： 0 <= limit <= capacity

3、位置Position
Position是buffer中下一个要被读或者写的元素的索引。当buffer被创建时，position被初始化为0。当读写时，position是自增的。position总是处于0和limit之间。

4、标记Mark
Mark就像是buffer中为position设置的书签一样。调用 mark() 来设定 mark = position，调用 reset() 来设定 position = mark 。

五、 Buffer相关操作

1、flip()
该方法被用来为 get() 操作准备一个 buffer ，或者是用来准备一个新的写序列。flip() 方法设置 limit 等于buffer的当前 position，然后将 position = 0。

2、clear()
该方法用来为 put() 操作准备一个 buffer，或者用来准备一个新的读序列。clear() 方法设置 limit = capacity 和 position = 0。

3、rewind()
该方法用来再次读取数据。它设置 position = 0。

六、 Buffer的创建

Buffer是通过 allocation 或者 wrapping 来创建的。allocation 创建一个buffer对象，并且分配指定容量的私有空间来容纳数据元素。wrapping 创建一个buffer对象，但是不分配任何的空间来保存数据元素，它使用你提供的数组空间来存储buffer的数据元素。

举例，创建一个能够容纳100个字符的 CharBuffer：

1	CharBuffer charBuffer = CharBuffer.allocate (100);

上面这种方式，隐式的从堆上分配了一个char数组来存储这100个字符。如果你想要使用你自己创建的数组来存储，则使用 wrap() 方法：

1 2	char [] myArray = new char [100]; CharBuffer charbuffer = CharBuffer.wrap (myArray);

这意味着通过调用 put() 方法对buffer做的变更都会反映到这个数组中。同样的，对这个数组做的任何改变都将反映到buffer中。

你也能够通过指定偏移和长度值作为 position 和 limit 来构造buffer：

1 2	char [] myArray = new char [100]; CharBuffer charbuffer = CharBuffer.wrap (myArray , 12, 42);

注：

这个方法不会创建一个buffer，而是指向改数组的一个子集
这个方法拥有这个数组整体的访问权，偏移和长度参数仅仅只是设置初始状态。
调用这个buffer的 clear() 方法将使它的 limit 范围变为这个数组的所有元素
调用 slice() 方法能够创建一个buffer指向这个数组的一部分

通过 allocate() 或者 wrap() 方法创建的buffer都不是直接在内存中开辟空间的，而是指向一个已有的数组。使用 hasArray() 方法告诉你这个buffer是否有一个相关联的数组，如果返回 true，则可以使用 array() 方法返回一个数组的引用给buffer。如果返回 false，就不要调用 array() 和 arrayOffset()，否则将抛出 UnsupportedOperationException 异常。

七、访问Buffer

每个buffer类都提供了 get() 和 put() 方法来访问buffer，比如：

public abstract class ByteBuffer extends Buffer implements Comparable
{
        // This is a partial API listing
        public abstract byte get();
        public abstract byte get (int index);
        public abstract ByteBuffer put (byte b);
        public abstract ByteBuffer put (int index, byte b);
}

访问API有绝对和相对之分，调用相对访问API时，position 会自动的向前进一个，调用绝对访问API时，指定索引位置的内容会被覆盖掉或者按指定索引返回内容。

八、 Buffer的比较

所有的buffer类都提供了一个自定义的 equals() 方法和 compareTo() 方法，比如：

1
2
3

if (buffer1.equals (buffer2)) {
        doSomething();
}

两个buffer按照下面的规则进行比较：

包含的对象必须是同等类型的
两个buffer必须包含有相等数量的元素，也就是说，buffer的容量不需要相同，buffer中剩余的数据索引不需要相同，但是buffer中剩余元素的数量（从 position 到 limit）必须相同
从 get() 返回的剩余数据元素的序列在每个缓冲区中必须相同。

buffer还支持使用compareTo()方法进行词典比较。该方法返回一个正数、负数或者0。比如：

1
2
3

if (buffer1.compareTo (buffer2) > 0) {
        doSomething();
}

参考文章 Working With Buffers

一、 简介