NIO中ByteBuffer的直接内存操作

# 1. 引言

## 1.1 NIO简介
在传统的I/O编程中，我们使用InputStream和OutputStream来进行数据的读写操作。而NIO（New I/O）是JDK 1.4引入的一套新的I/O API，提供了对非阻塞I/O的支持。NIO中的核心概念包括通道（Channel）和缓冲区（Buffer），相比传统的I/O操作，NIO提供了更灵活和高效的 I/O 编程方式。

## 1.2 ByteBuffer概述
ByteBuffer是NIO中负责字节缓冲的类之一，它提供了对直接内存和非直接内存的支持，能够高效地进行字节数据的读/写操作。在直接内存操作中，ByteBuffer扮演着重要的角色，我们可以通过它来使用直接内存进行数据操作。

## 1.3 直接内存与非直接内存
在Java中，普通的Heap内存是通过new关键字分配的，称为非直接内存。而直接内存是通过操作系统的本地I/O库函数分配的，可以通过ByteBuffer来进行操作。直接内存虽然分配和释放的开销较大，但具有零拷贝特性，并且可以创建多个直接内存缓冲区，利用操作系统的本地I/O库函数直接进行数据交换，从而提高性能。

# 2. ByteBuffer基础知识

在NIO中，ByteBuffer是一个重要的数据容器，用来在内存中存储数据。下面我们将详细介绍关于ByteBuffer的基础知识。

### 2.1 ByteBuffer的创建与获取

在Java中可以通过以下方法创建ByteBuffer对象：

// 分配一块大小为10的字节缓冲区
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(10);

// 创建一块直接内存字节缓冲区
ByteBuffer directBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(10);

### 2.2 ByteBuffer的读写操作

ByteBuffer具有读写两种操作模式，可以通过`put()`和`get()`方法进行数据的写入和读取：

ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(10);

// 写入数据
buffer.put((byte) 1);
buffer.putShort((short) 2);
buffer.putInt(3);

// 切换为读模式
buffer.flip();

// 读取数据
byte b = buffer.get();
short s = buffer.getShort();
int i = buffer.getInt();

### 2.3 ByteBuffer的容量、位置和标记

ByteBuffer具有容量、位置和标记等属性，可以通过`capacity()`、`position()`、`limit()`、`mark()`、`reset()`等方法进行管理：

ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(10);

System.out.println("Capacity: " + buffer.capacity());
System.out.println("Position: " + buffer.position());
System.out.println("Limit: " + buffer.limit());

// 设置标记
buffer.mark();

// 重置到标记位置
buffer.reset();

以上是关于ByteBuffer基础知识的介绍，接下来我们将深入探讨直接内存的特点与优势。

# 3. 直接内存的特点与优势