Java NIO Buffer深度解析

# 1. 介绍

### 1.1 什么是Java NIO

Java NIO（New I/O）是Java提供的一种新的I/O操作方式，它提供了对非阻塞I/O的支持，可以更高效地处理I/O操作。

### 1.2 缓冲区(Buffer)概述

缓冲区（Buffer）是NIO中用于数据存储和传输的对象，它是一个特殊的数组，在进行读写数据时，可以使用缓冲区来缓冲数据，提高 I/O 操作的性能。

### 1.3 Buffer的作用和优势

Buffer的作用是在内存中存储数据，其优势在于可以批量读写数据，在 I/O 操作和网络传输中可以提供高效的数据交换方式。Buffer还可以对数据进行统一管理，确保数据的顺序和完整性。

这是Java NIO Buffer深度解析的第一章节，介绍了Java NIO的概念和Buffer的作用。接下来将会详细讲解Buffer的类型、创建、属性和方法等内容。

# 2. Java NIO Buffer基础

Java NIO中的Buffer是一个用于数据存储和读写的对象。它是一个基础的抽象类，提供了对不同基本数据类型的高效操作。在NIO中，所有数据都是用缓冲区处理的，它们可以在通道(Channel)和数据源之间来回传输数据。

### 2.1 Buffer的类型及特性

在Java NIO中，主要的Buffer子类包括ByteBuffer、CharBuffer、ShortBuffer、IntBuffer、LongBuffer、FloatBuffer、DoubleBuffer，它们分别对应不同的基本数据类型。每种Buffer类都提供了相似的API，但是针对不同的数据类型做了相应的处理。

Buffer的特性包括容量(Capacity)、位置(Position)、限制(Limit)和标记(Mark)，它们决定了Buffer的读写行为。容量代表了Buffer能够存储的数据的大小，位置表示当前读或写的位置，限制标识了有效数据的位置，而标记则是一个临时位置指针。

### 2.2 Buffer的创建和分配

在使用Buffer之前，需要先进行创建和分配。可以通过静态方法allocate()直接分配指定大小的缓冲区，也可以通过包装一个已有的数组来创建缓冲区。

// 创建一个大小为10的ByteBuffer
ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(10);

// 包装一个已有的byte数组
byte[] data = new byte[10];
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(data);

### 2.3 Buffer的读写操作

Buffer的读写操作是其中最为重要的部分。通过put()方法向缓冲区中写入数据，通过get()方法读取缓冲区中的数据。需要注意的是，读写操作都会引起位置的移动。

// 写入数据到缓冲区
buffer.put((byte) 1);
buffer.put((byte) 2);

// 读取缓冲区中的数据
buffer.flip();
while(buffer.hasRemaining()) {
    System.out.println(buffer.get());
}

在这一章节中，我们介绍了Java NIO Buffer的基础知识，包括Buffer的类型及特性、创建和分配以及读写操作。这些知识是深入理解Java NIO编程的基础，对于后续的学习和实践大有裨益。

# 3. Buffer的属性和方法

在Java NIO中，Buffer作为数据传输的载体至关重要，了解Buffer的属性和方法能够更好地掌握NIO编程的精髓。

#### 3.1 容量(Capacity)

Buffer的容量代表了它所能存储的数据量大小，一旦创建后不可更改。可以通过调用`capacity()`方法获取Buffer的容量。

// 创建一个容量为10的ByteBuffer
ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(10);
int capacity = byteBuffer.capacity();
System.out.println("Buffer容量为：" + capacity); // 输出：Buffer容量为：10

总结：容量是Buffer固定的特性，需要在创建时指定，一旦确定就无法更改。

#### 3.2 位置(Position)

位置代表了下一个要被读或写的元素索引，通过`position()`方法获取当前位置，并可以通过`position(int newPosition)`方法设置新的位置。

CharBuffer charBuffer = CharBuffer.allocate(10);
charBuffer.put("Hello"); // 写入数据后，position会自动移动到下一个可写位置
int position = charBuffer.position();
System.out.println("当前位置为：" + position); // 输出：当前位置为：5

总结：位置在读写操作中会不断更新，标识下一个要读写的元素位置。

#### 3.3 标记(Mark)

标记可通过`mark()`方法设置，在调用`reset()`方法时，可将位置重置到之前设置的标记位置。

ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(10);
buffer.put((byte)