Java NIO ByteBuffer原理使用图文详解

ByteBuffer是Java NIO中的一个重要组件，用于处理低级I/O操作。它提供了高效的非阻塞I/O操作，可以大大提高程序的性能。下面我们将深入探讨ByteBuffer的实现原理、重要属性和使用方法。
ByteBuffer的实现原理
ByteBuffer主要由五个重要属性组成：mark、position、limit、capacity和hb（byte array）。这些属性共同决定了ByteBuffer的状态和行为。

1. mark（标记位）：用于记录当前索引的位置。通过调用mark()方法可以将当前位置设置为mark，以便在后续操作中能够快速回溯到这个位置。
2. position（位置）：读模式表示接下来可以读取的数据位置，写模式表示可以写入数据的位置。可以通过调用position(int newPosition)方法来设置或获取当前位置。
3. limit（限制）：读模式表示可以读取的数据大小，写模式表示可以写入的数据大小。limit的值决定了ByteBuffer的使用范围。
4. capacity（容量）：表示ByteBuffer的容量。一旦超过这个容量，就会抛出BufferOverflowException异常。
5. hb（byte array）：实际数据存储的byte数组。ByteBuffer通过这个数组来存储数据。
   几个数据之间的大小关系为：mark <= position <= limit <= capacity。也就是说，mark不能大于position，position不能大于limit，limit不能大于capacity。这个关系在读写模式下都是适用的。
   ByteBuffer的读写模式
   ByteBuffer主要有读模式和写模式两种。在读模式下，position表示接下来可以读取的数据位置，limit表示可以读取的数据大小。在写模式下，position表示可以写入数据的位置，limit表示可以写入数据的大小。需要注意的是，ByteBuffer的读写模式需要手动切换，通过调用flip()或rewind()方法可以在读模式和写模式之间切换。
   limit的值可以进行设置，通过调用limit(int newLimit)方法可以将limit设置为新的值。但需要注意的是，新的limit值必须不小于当前位置的值，否则会抛出IllegalArgumentException异常。
   ByteBuffer的使用方法
6. 创建ByteBuffer：可以通过直接分配或者从Channel中分配两种方式来创建ByteBuffer。直接分配可以使用ByteBuffer的静态方法allocate(int capacity)或allocateDirect(int capacity)来创建。从Channel中分配可以使用Channel的read()方法来读取数据到ByteBuffer中。
7. 写入数据：使用put()方法可以将数据写入ByteBuffer中。如果写模式下的limit没有达到capacity，则可以继续写入数据。可以通过调用flip()方法将读模式切换到写模式，以便将数据从ByteBuffer中读取出来。
8. 读取数据：使用get()方法可以从ByteBuffer中读取数据。如果读模式下的limit没有达到position，则可以继续读取数据。可以通过调用rewind()方法将position和limit重置为初始状态，以便重新读取数据。
9. 重用ByteBuffer：当不再需要使用ByteBuffer时，可以通过调用clear()方法来重置ByteBuffer的状态，以便重用它。