Java NIO中的Buffer用于和NIO通道進行交互。如你所知，數據是從通道讀入緩沖區，從緩沖區寫入到通道中的。緩沖區本質上是一塊可以寫入數據，然后可以從中讀取數據的內存。這塊內存被包裝成NIO Buffer對象，并提供了一組方法，用來方便的訪問該塊內存。

Buffer的基本用法
使用Buffer讀寫數據一般遵循以下四個步驟：

• 寫入數據到Buffer
• 調用flip()方法
• 從Buffer中讀取數據
• 調用clear()方法或者compact()方法

當向buffer寫入數據時，buffer會記錄下寫了多少數據。一旦要讀取數據，需要通過flip()方法將Buffer從寫模式切換到讀模式。在讀模式下，可以讀取之前寫入到buffer的所有數據。

一旦讀完了所有的數據，就需要清空緩沖區，讓它可以再次被寫入。有兩種方式能清空緩沖區：調用clear()或compact()方法。clear()方法會清空整個緩沖區。compact()方法只會清除已經讀過的數據。任何未讀的數據都被移到緩沖區的起始處，新寫入的數據將放到緩沖區未讀數據的后面。

下面是一個使用Buffer的例子：

    
RandomAccessFile aFile = new RandomAccessFile("data/nio-data.txt", "rw");
FileChannel inChannel = aFile.getChannel();

//create buffer with capacity of 48 bytes
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);

int bytesRead = inChannel.read(buf); //read into buffer.
while (bytesRead != -1) {

  buf.flip();  //make buffer ready for read

  while(buf.hasRemaining()){
      System.out.print((char) buf.get()); // read 1 byte at a time
  }

  buf.clear(); //make buffer ready for writing
  bytesRead = inChannel.read(buf);
}
aFile.close();

  

Buffer的capacity,position和limit
緩沖區本質上是一塊可以寫入數據，然后可以從中讀取數據的內存。這塊內存被包裝成NIO Buffer對象，并提供了一組方法，用來方便的訪問該塊內存。

為了理解Buffer的工作原理，需要熟悉它的三個屬性：

• capacity
• position
• limit

position和limit的含義取決于Buffer處在讀模式還是寫模式。不管Buffer處在什么模式，capacity的含義總是一樣的。

這里有一個關于capacity，position和limit在讀寫模式中的說明，詳細的解釋在插圖后面。


capacity
作為一個內存塊，Buffer有一個固定的大小值，也叫“capacity”.你只能往里寫capacity個byte、long，char等類型。一旦Buffer滿了，需要將其清空（通過讀數據或者清除數據）才能繼續寫數據往里寫數據。

position
當你寫數據到Buffer中時，position表示當前的位置。初始的position值為0.當一個byte、long等數據寫到Buffer后， position會向前移動到下一個可插入數據的Buffer單元。position最大可為capacity – 1.

當讀取數據時，也是從某個特定位置讀。當將Buffer從寫模式切換到讀模式，position會被重置為0. 當從Buffer的position處讀取數據時，position向前移動到下一個可讀的位置。

limit
在寫模式下，Buffer的limit表示你最多能往Buffer里寫多少數據。 寫模式下，limit等于Buffer的capacity。

當切換Buffer到讀模式時， limit表示你最多能讀到多少數據。因此，當切換Buffer到讀模式時，limit會被設置成寫模式下的position值。換句話說，你能讀到之前寫入的所有數據（limit被設置成已寫數據的數量，這個值在寫模式下就是position）

Buffer的類型
Java NIO 有以下Buffer類型

• ByteBuffer
• MappedByteBuffer
• CharBuffer
• DoubleBuffer
• FloatBuffer
• IntBuffer
• LongBuffer
• ShortBuffer

如你所見，這些Buffer類型代表了不同的數據類型。換句話說，就是可以通過char，short，int，long，float 或 double類型來操作緩沖區中的字節。MappedByteBuffer 有些特別。

Buffer的分配
要想獲得一個Buffer對象首先要進行分配。 每一個Buffer類都有一個allocate方法。下面是一個分配48字節capacity的ByteBuffer的例子。
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
這是分配一個可存儲1024個字符的CharBuffer：
CharBuffer buf = CharBuffer.allocate(1024);

向Buffer中寫數據
寫數據到Buffer有兩種方式：
從Channel寫到Buffer。
通過Buffer的put()方法寫到Buffer里。
從Channel寫到Buffer的例子
int bytesRead = inChannel.read(buf); //read into buffer.
通過put方法寫Buffer的例子：
buf.put(127);
put方法有很多版本，允許你以不同的方式把數據寫入到Buffer中。例如， 寫到一個指定的位置，或者把一個字節數組寫入到Buffer。 更多Buffer實現的細節參考JavaDoc。

flip()方法
flip方法將Buffer從寫模式切換到讀模式。調用flip()方法會將position設回0，并將limit設置成之前position的值。
換句話說，position現在用于標記讀的位置，limit表示之前寫進了多少個byte、char等——現在能讀取多少個byte、char等。

從Buffer中讀取數據
從Buffer中讀取數據有兩種方式：
從Buffer讀取數據到Channel。
使用get()方法從Buffer中讀取數據。
從Buffer讀取數據到Channel的例子：
//read from buffer into channel.
int bytesWritten = inChannel.write(buf);
使用get()方法從Buffer中讀取數據的例子
byte aByte = buf.get();
get方法有很多版本，允許你以不同的方式從Buffer中讀取數據。例如，從指定position讀取，或者從Buffer中讀取數據到字節數組。更多Buffer實現的細節參考JavaDoc。

rewind()方法
Buffer.rewind()將position設回0，所以你可以重讀Buffer中的所有數據。limit保持不變，仍然表示能從Buffer中讀取多少個元素（byte、char等）。

clear()與compact()方法
一旦讀完Buffer中的數據，需要讓Buffer準備好再次被寫入。可以通過clear()或compact()方法來完成。

如果調用的是clear()方法，position將被設回0，limit被設置成 capacity的值。換句話說，Buffer 被清空了。Buffer中的數據并未清除，只是這些標記告訴我們可以從哪里開始往Buffer里寫數據。

如果Buffer中有一些未讀的數據，調用clear()方法，數據將“被遺忘”，意味著不再有任何標記會告訴你哪些數據被讀過，哪些還沒有。

如果Buffer中仍有未讀的數據，且后續還需要這些數據，但是此時想要先先寫些數據，那么使用compact()方法。

compact()方法將所有未讀的數據拷貝到Buffer起始處。然后將position設到最后一個未讀元素正后面。limit屬性依然像clear()方法一樣，設置成capacity。現在Buffer準備好寫數據了，但是不會覆蓋未讀的數據。

mark()與reset()方法
通過調用Buffer.mark()方法，可以標記Buffer中的一個特定position。之后可以通過調用Buffer.reset()方法恢復到這個position。例如：

    
buffer.mark();
//call buffer.get() a couple of times, e.g. during parsing.
buffer.reset();  //set position back to mark.

  

equals()與compareTo()方法

可以使用equals()和compareTo()方法兩個Buffer。

equals()
當滿足下列條件時，表示兩個Buffer相等：

• 有相同的類型（byte、char、int等）。
• Buffer中剩余的byte、char等的個數相等。
• Buffer中所有剩余的byte、char等都相同。

如你所見，equals只是比較Buffer的一部分，不是每一個在它里面的元素都比較。實際上，它只比較Buffer中的剩余元素。

compareTo()方法
compareTo()方法比較兩個Buffer的剩余元素(byte、char等)， 如果滿足下列條件，則認為一個Buffer“小于”另一個Buffer：
第一個不相等的元素小于另一個Buffer中對應的元素 。
所有元素都相等，但第一個Buffer比另一個先耗盡(第一個Buffer的元素個數比另一個少)。
（譯注：剩余元素是從 position到limit之間的元素）

Java NIO（三）Buffer