| 第二章 緩沖區(qū) 我們以 Buffer類開始我們對java.nio軟件包的瀏覽歷程。這些類是java.nio的構(gòu)造基礎。在本章中，我們將深入研究緩沖區(qū)，了解各種不同的類型，并學會怎樣使用。到那時我們將明了java.nio緩沖區(qū)是如何與java.nio.channels這一通道類相聯(lián)系的。 一個Buffer對象是固定數(shù)量的數(shù)據(jù)的容器。其作用是一個存儲器，或者分段運輸區(qū)，在這里數(shù)據(jù)可被存儲并在之后用于檢索。緩沖區(qū)如我們在第一章所討論的那樣被寫滿和釋放。對于每個非布爾原始數(shù)據(jù)類型都有一個緩沖區(qū)類。盡管緩沖區(qū)作用于它們存儲的原始數(shù)據(jù)類型，但緩沖區(qū)十分傾向于處理字節(jié)。非字節(jié)緩沖區(qū)可以在后臺執(zhí)行從字節(jié)或到字節(jié)的轉(zhuǎn)換，這取決于緩沖區(qū)是如何創(chuàng)建的。我們將在本章節(jié)后面的部分檢查緩沖區(qū)數(shù)據(jù)存儲的含義。 緩沖區(qū)的工作與通道緊密聯(lián)系。通道是 I/O 傳輸發(fā)生時通過的入口，而緩沖區(qū)是這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)膩碓椿蚰繕?。對于離開緩沖區(qū)的傳輸，您想傳遞出去的數(shù)據(jù)被置于一個緩沖區(qū)，被傳送到通道。對于傳回緩沖區(qū)的傳輸，一個通道將數(shù)據(jù)放置在您所提供的緩沖區(qū)中。這種在協(xié)同對象(通常是您所寫的對象以及一到多個Channel對象之間進行的緩沖區(qū)數(shù)據(jù)傳遞是高效數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵。通道將在第三章被詳細涉及。 圖 2-1 是 Buffer的類層次圖。在頂部是通用Buffer類(抽象父類)。Buffer定義所有緩沖區(qū)類型共有的操作，無論是它們所包含的數(shù)據(jù)類型還是可能具有的特定行為。這一共同點將會成為我們的出發(fā)點。 圖 2-1. Buffer 類的家譜 2.1 緩沖區(qū)基礎 概念上，緩沖區(qū)是包在一個對象內(nèi)的基本數(shù)據(jù)元素數(shù)組。Buffer類相比一個簡單數(shù)組的優(yōu)點是它將關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)內(nèi)容和信息包含在一個單一的對象中。Buffer類以及它專有的子類定義了一個用于處理數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的 API。 2.1.1 屬性 所有的緩沖區(qū)都具有四個屬性來提供關(guān)于其所包含的數(shù)據(jù)元素的信息。它們是： 容量(Capacity) 緩沖區(qū)能夠容納的數(shù)據(jù)元素的最大數(shù)量。這一容量在緩沖區(qū)創(chuàng)建時被設定，并且永遠不能被改變。 上界(Limit) 緩沖區(qū)的第一個不能被讀或?qū)懙脑?。或者說，緩沖區(qū)中現(xiàn)存元素的計數(shù)。 位置(Position) 下一個要被讀或?qū)懙脑氐乃饕Ｎ恢脮詣佑上鄳?get()和 put()函數(shù)更新。 標記(Mark) 一個備忘位置。調(diào)用 mark()來設定 mark = postion。調(diào)用 reset()設定 position = mark。標記在設定前是未定義的(undefined)。 這四個屬性之間總是遵循以下關(guān)系： 0 <= mark <= position <= limit <= capacity 讓我們來看看這些屬性在實際應用中的一些例子。圖 2-2 展示了一個新創(chuàng)建的容量為10的 ByteBuffer邏輯視圖。 圖 2-2. 新創(chuàng)建的 ByteBuffer 位置被設為 0，而且容量和上界被設為 10，剛好經(jīng)過緩沖區(qū)能夠容納的最后一個字節(jié)。標記最初未定義。容量是固定的，但另外的三個屬性可以在使用緩沖區(qū)時改變。 2.1.2 緩沖區(qū) API 讓我們來看一下可以如何使用一個緩沖區(qū)。以下是 Buffer 類的方法簽名： package java.nio; public abstract class Buffer { public final int capacity(); public final int position(); public final Buffer position (int newPosition); public final int limit(); public final Buffer limit (int newLimit); public final Buffer mark(); public final Buffer reset(); public final Buffer clear(); public final Buffer flip(); public final Buffer rewind(); public final int remaining(); public final boolean hasRemaining(); public abstract boolean isReadOnly(); } 關(guān)于這個API有一點要注意的是，像clear()這類函數(shù)，您通常應當返回void，而不是Buffer引用。這些函數(shù)將引用返回到它們在(this)上被引用的對象。這是一個允許級聯(lián)調(diào)用的類設計方法。級聯(lián)調(diào)用允許這種類型的代碼： buffer.mark(); buffer.position(5); buffer.reset(); 被簡寫為： buffer.mark().position(5).reset(); java.nio中的類被特意地設計為支持級聯(lián)調(diào)用。您可能已經(jīng)在StringBuffer類中看到了級聯(lián)調(diào)用的使用。; 如果聰明地使用級聯(lián)調(diào)用，就能產(chǎn)生簡潔，優(yōu)美，易讀的代碼。但如果濫用，就會使代碼不知所云。當級聯(lián)調(diào)用可以增加可讀性并使讓您的目標更加明確時使用它。如果使用級聯(lián)調(diào)用會使代碼作用不夠清晰，那么請不要使用它。請時刻保證您的代碼易于他人閱讀。 對于 API還要注意的一點是isReadOnly()函數(shù)。所有的緩沖區(qū)都是可讀的，但并非所有都可寫。每個具體的緩沖區(qū)類都通過執(zhí)行isReadOnly()來標示其是否允許該緩存區(qū)的內(nèi)容被修改。一些類型的緩沖區(qū)類可能未使其數(shù)據(jù)元素存儲在一個數(shù)組中 。例如MappedByteBuffer的內(nèi)容可能實際是一個只讀文件。您也可以明確地創(chuàng)建一個只讀視圖緩沖區(qū)，來防止對內(nèi)容的意外修改。對只讀的緩沖區(qū)的修改嘗試將會導致ReadOnlyBufferException拋出。但是我們要提前做好準備。 2.1.3 存取 讓我們從起點開始。緩沖區(qū)管理著固定數(shù)目的數(shù)據(jù)元素。但在任何特定的時刻，我們可能只對緩沖區(qū)中的一部分元素感興趣。換句話說，在我們想清空緩沖區(qū)之前，我們可能只使用了緩沖區(qū)的一部分。這時，我們需要能夠追蹤添加到緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)元素的數(shù)量，放入下一個元素的位置等等的方法。位置屬性做到了這一點。它在調(diào)用put()時指出了下一個數(shù)據(jù)元素應該被插入的位置，或者當get()被調(diào)用時指出下一個元素應從何處檢索。聰明的讀者會注意到上文所列出的的 Buffer API 并沒有包括get()或put()函數(shù)。每一個Buffer類都有這兩個函數(shù)，但它們所采用的參數(shù)類型，以及它們返回的數(shù)據(jù)類型，對每個子類來說都是唯一的，所以它們不能在頂層Buffer類中被抽象地聲明。它們的定義必須被特定類型的子類所遵從。對于這一討論，我們將假設使用具有這里所給出的函數(shù)的 ByteBuffer類【get()和put()還有更多的形式，我們將在 2.1.10 小節(jié)中進行討論】： public abstract class ByteBuffer extends Buffer implements Comparable { // 這里是部分API列表 public abstract byte get(); public abstract byte get (int index); public abstract ByteBuffer put (byte b); public abstract ByteBuffer put (int index, byte b); } get和put可以是相對的或者是絕對的。在前面的程序列表中，相對方案是不帶有索引參數(shù)的函數(shù)。當相對函數(shù)被調(diào)用時，位置在返回時前進一。如果位置前進過多，相對運算就會拋出異常。對于put()，如果運算會導致位置超出上界 ， 就會拋出BufferOverflowException異常。對于get()，如果位置不小于上界，就會拋出BufferUnderflowException異常。絕對存取不會影響緩沖區(qū)的位置屬性，但是如果您所提供的索引超出范圍(負數(shù)或不小于上界)，也將拋出IndexOutOfBoundsException異常。 2.1.4 填充 讓我們看一個例子。我們將代表「Hello」字符串的 ASCII 碼載入一個名為 buffer 的ByteBuffer對象中。當在圖 2.2 所新建的緩沖區(qū)上執(zhí)行以下代碼后，緩沖區(qū)的結(jié)果狀態(tài)如圖 2.3 所示： buffer.put((byte)'H').put((byte)'e').put((byte)'l').put((byte)'l').put((byte)'o'); 圖 2-3 五次調(diào)用 put()之后的緩沖區(qū) 注意本例中的每個字符都必須被強制轉(zhuǎn)換為 byte。我們不能不經(jīng)強制轉(zhuǎn)換而這樣操作： buffer.put('H'); 因為我們存放的是字節(jié)而不是字符。記住在 java 中，字符在內(nèi)部以 Unicode 碼表示，每個 Unicode 字符占 16 位。本章節(jié)的例子使用包含 ascii 字符集數(shù)值的字節(jié)。通過將char 強制轉(zhuǎn)換為 byte，我們刪除了前八位來建立一個八位字節(jié)值。這通常只適合于拉丁字符而不能適合所有可能的 Unicode 字符。為了讓事情簡化，我們暫時故意忽略字符集的映射問題。第六章中將詳細涉及字符編碼。 既然我們已經(jīng)在 buffer 中存放了一些數(shù)據(jù)，如果我們想在不丟失位置的情況下進行一些更改該怎么辦呢？put()的絕對方案可以達到這樣的目的。假設我們想將緩沖區(qū)中的內(nèi)容從「Hello」的 ASCII 碼更改為「Mellow」。我們可以這樣實現(xiàn)： buffer.put(0,(byte)'M').put((byte)'w'); 這里通過進行一次絕對方案的put將0位置的字節(jié)代替為十六進制數(shù)值0x4d，將0x77放入當前位置(當前位置不會受到絕對 put()的影響)的字節(jié)，并將位置屬性加一。結(jié)果如圖 2.4 所示。 圖 2-4 修改后的 buffer 2.1.5 翻轉(zhuǎn) 我們已經(jīng)寫滿了緩沖區(qū)，現(xiàn)在我們必須準備將其清空。我們想把這個緩沖區(qū)傳遞給一個通道，以使內(nèi)容能被全部寫出。但如果通道現(xiàn)在在緩沖區(qū)上執(zhí)行g(shù)et()，那么它將從我們剛剛插入的有用數(shù)據(jù)之外取出未定義數(shù)據(jù)。如果我們將位置值重新設為 0，通道就會從正確位置開始獲取，但是它是怎樣知道何時到達我們所插入數(shù)據(jù)末端的呢？這就是上界屬性被引入的目的。上界屬性指明了緩沖區(qū)有效內(nèi)容的末端。我們需要將上界屬性設置為當前位置，然后將位置重置為 0。我們可以人工用下面的代碼實現(xiàn)： buffer.limit(buffer.position()).position(0); 但這種從填充到釋放狀態(tài)的緩沖區(qū)翻轉(zhuǎn)是 API 設計者預先設計好的，他們?yōu)槲覀兲峁┝艘粋€非常便利的函數(shù)： Buffer.flip(); flip()函數(shù)將一個能夠繼續(xù)添加數(shù)據(jù)元素的填充狀態(tài)的緩沖區(qū)翻轉(zhuǎn)成一個準備讀出元素的釋放狀態(tài)。在翻轉(zhuǎn)之后，圖 2.4 的緩沖區(qū)會變成圖 2.5 中的樣子。 圖 2-5. 被翻轉(zhuǎn)后的緩沖區(qū) rewind()函數(shù)與flip()相似，但不影響上界屬性。它只是將位置值設回 0。您可以使用rewind()后退，重讀已經(jīng)被翻轉(zhuǎn)的緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)。 如果將緩沖區(qū)翻轉(zhuǎn)兩次會怎樣呢？它實際上會大小變?yōu)?0。按照圖 2.5 的相同步驟對緩沖區(qū)進行操作；把上界設為位置的值，并把位置設為 0。上界和位置都變成 0。嘗試對緩沖區(qū)上位置和上界都為 0 的 get()操作會導致BufferUnderflowException異常。而 put()則會導致 BufferOverflowException 異常。 2.1.6 釋放 如果我們現(xiàn)在將圖 2.5 中的緩沖區(qū)傳入通道，它將取出我們存放在那里的數(shù)據(jù)，從位置開始直到上界結(jié)束。很簡單，不是嗎？ 同樣地，如果您接收到一個在別處被填滿的緩沖區(qū)，您可能需要在檢索內(nèi)容之前將其翻轉(zhuǎn)。例如，如果一個通道的read()操作完成，而您想要查看被通道放入緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)，那么您需要在調(diào)用get()之前翻轉(zhuǎn)緩沖區(qū)。通道對象在緩沖區(qū)上調(diào)用put()增加數(shù)據(jù)；put()和read()可以隨意混合使用。 布爾函數(shù)hasRemaining()會在釋放緩沖區(qū)時告訴您是否已經(jīng)達到緩沖區(qū)的上界。以下是一種將數(shù)據(jù)元素從緩沖區(qū)釋放到一個數(shù)組的方法(在 2.1.10 小節(jié)中，我們將學到進行批量傳輸?shù)母咝У姆椒?。 for (int i = 0; buffer.hasRemaining(), i ) { myByteArray [i] = buffer.get(); } 作為選擇，remaining()函數(shù)將告知您從當前位置到上界還剩余的元素數(shù)目。您也可以通過下面的循環(huán)來釋放圖 2-5 所示的緩沖區(qū)。 int count = buffer.remaining(); for (int i = 0; i < count, i ) { myByteArray [i] = buffer.get(); } 如果您對緩沖區(qū)有專門的控制，這種方法會更高效，因為上界不會在每次循環(huán)重復時都被檢查(這要求調(diào)用一個buffer樣例程序)。上文中的第一個例子允許多線程同時從緩沖區(qū)釋放元素。 緩沖區(qū)并不是多線程安全的。如果您想以多線程同時存取特定的緩沖區(qū)，您需要在存取緩沖區(qū)之前進行同步(例如對緩沖區(qū)對象進行跟蹤)。 一旦緩沖區(qū)對象完成填充并釋放，它就可以被重新使用了。clear()函數(shù)將緩沖區(qū)重置為空狀態(tài)。它并不改變緩沖區(qū)中的任何數(shù)據(jù)元素，而是僅僅將上界設為容量的值，并把位置設回 0，如圖 2.2 所示。這使得緩沖區(qū)可以被重新填入。參見示例 2.1。 例 2.1 填充和釋放緩沖區(qū) package com.ronsoft.books.nio.buffers; import java.nio.CharBuffer; /** * Buffer fill/drain example. This code uses the simplest * means of filling and draining a buffer: one element at * a time. * @author Ron Hitchens (ron@ronsoft.com) */ public class BufferFillDrain{ public static void main (String [] argv) throws Exception{ CharBuffer buffer = CharBuffer.allocate (100); while (fillBuffer(buffer)) { buffer.flip(); drainBuffer(buffer); buffer.clear(); } } private static void drainBuffer (CharBuffer buffer){ while (buffer.hasRemaining()) { System.out.print (buffer.get()); } System.out.println (""); } private static boolean fillBuffer (CharBuffer buffer){ if (index >= strings.length) { return (false); } String string = strings [index ]; for (int i = 0; i < string.length(); i ) { buffer.put (string.charAt (i)); } return true; } private static int index = 0; private static String [] strings = { "A random string value", "The product of an infinite number of monkeys", "Hey hey we're the Monkees", "Opening act for the Monkees: Jimi Hendrix", "'Scuse me while I kiss this fly", "Help Me! Help Me!", }; } 2.1.7 壓縮 public abstract class ByteBuffer extends Buffer implements Comparable { // 這里僅列出部分API public abstract ByteBuffer compact(); } 有時，您可能只想從緩沖區(qū)中釋放一部分數(shù)據(jù)，而不是全部，然后重新填充。為了實現(xiàn)這一點，未讀的數(shù)據(jù)元素需要下移以使第一個元素索引為 0。盡管重復這樣做會效率低下，但這有時非常必要，而 API 對此為您提供了一個compact()函數(shù)。這一緩沖區(qū)工具在復制數(shù)據(jù)時要比您使用get()和put()函數(shù)高效得多。所以當您需要時，請使用compact()。圖 2.6顯示了一個我們已經(jīng)釋放了一些元素，并且現(xiàn)在我們想要對其進行壓縮的緩沖區(qū)。 圖 2.6 被部分釋放的緩沖區(qū) 這樣操作： buffer.compact(); 會導致緩沖區(qū)的狀態(tài)如圖 2-7 所示： 圖 2.7 壓縮后的 buffer 這里發(fā)生了幾件事。您會看到數(shù)據(jù)元素 2-5 被復制到 0-3 位置。位置 4 和 5 不受影響，但現(xiàn)在正在或已經(jīng)超出了當前位置，因此是「死的」。它們可以被之后的 put()調(diào)用重寫。還要注意的是，位置已經(jīng)被設為被復制的數(shù)據(jù)元素的數(shù)目。也就是說，緩沖區(qū)現(xiàn)在被定位在緩沖區(qū)中最后一個「存活」元素后插入數(shù)據(jù)的位置。最后，上界屬性被設置為容量的值，因此緩沖區(qū)可以被再次填滿。調(diào)用compact()的作用是丟棄已經(jīng)釋放的數(shù)據(jù)，保留未釋放的數(shù)據(jù)，并使緩沖區(qū)對重新填充容量準備就緒。您可以用這種類似于先入先出(FIFO)隊列的方式使用緩沖區(qū)。當然也存在更高效的算法(緩沖區(qū)移位并不是一個處理隊列的非常高效的方法)。但是壓縮對于使緩沖區(qū)與您從端口中讀入的數(shù)據(jù)(包)邏輯塊流的同步來說也許是一種便利的方法。 如果您想在壓縮后釋放數(shù)據(jù)，緩沖區(qū)會像之前所討論的那樣需要被翻轉(zhuǎn)。無論您之后是否要向緩沖區(qū)中添加新的數(shù)據(jù)，這一點都是必要的。 2.1.8 標記 這本章節(jié)的開頭，我們已經(jīng)涉及了緩沖區(qū)四種屬性中的三種。第四種，標記，使緩沖區(qū)能夠記住一個位置并在之后將其返回。緩沖區(qū)的標記在mark()函數(shù)被調(diào)用之前是未定義的，調(diào)用時標記被設為當前位置的值。reset()函數(shù)將位置設為當前的標記值。如果標記值未定義，調(diào)用reset()將導致InvalidMarkException異常。一些緩沖區(qū)函數(shù)會拋棄已經(jīng)設定的標記(rewind()，clear()，以及 flip()總是拋棄標記)。如果新設定的值比當前的標記小，調(diào)用limit()或 position()帶有索引參數(shù)的版本會拋棄標記。 注意不要混淆 reset()和 clear()。clear()函數(shù)將清空緩沖區(qū)，而reset()位置返回到一個先前設定的標記。 讓我們看看這是如何進行的。在圖 2.5 的緩沖區(qū)上執(zhí)行以下代碼將會導致圖 2-8 所顯示的緩沖區(qū)狀態(tài)。 buffer.position(2).mark().position(4); 圖 2-8 設有一個標記的緩沖區(qū) 如果這個緩沖區(qū)現(xiàn)在被傳遞給一個通道，兩個字節(jié)(「ow」)將會被發(fā)送，而位置會前進到 6。如果我們此時調(diào)用reset()，位置將會被設為標記，如圖 2-9 所示。再次將緩沖區(qū)傳遞給通道將導致四個字節(jié)(「llow」)被發(fā)送。 圖 2-9 一個緩沖區(qū)位置被重設為標記 結(jié)果可能沒什么意義(owllow 會被寫入通道)，但您了解了概念。 2.1.9 比較 有時候比較兩個緩沖區(qū)所包含的數(shù)據(jù)是很有必要的。所有的緩沖區(qū)都提供了一個常規(guī)的equals()函數(shù)用以測試兩個緩沖區(qū)的是否相等，以及一個compareTo()函數(shù)用以比較緩沖區(qū)。 public abstract class ByteBuffer extends Buffer implements Comparable { // 這里僅列出部分API public boolean equals (Object ob); public int compareTo (Object ob); } 兩個緩沖區(qū)可用下面的代碼來測試是否相等： if (buffer1.equals (buffer2)) { doSomething(); } 如果每個緩沖區(qū)中剩余的內(nèi)容相同，那么 equals()函數(shù)將返回true，否則返回false，因為這個測試是用于嚴格的相等而且是可換向的。前面的程序清單中的緩沖區(qū)名稱可以顛倒，并會產(chǎn)生相同的結(jié)果。兩個緩沖區(qū)被認為相等的充要條件是： 兩個對象類型相同。包含不同數(shù)據(jù)類型的buffer永遠不會相等，而且buffer絕不會等于非buffer對象。 兩個對象都剩余同樣數(shù)量的元素。Buffer的容量不需要相同，而且緩沖區(qū)中剩余數(shù)據(jù)的索引也不必相同。但每個緩沖區(qū)中剩余元素的數(shù)目(從位置到上界)必須相同。 在每個緩沖區(qū)中應被get()函數(shù)返回的剩余數(shù)據(jù)元素序列必須一致。 如果不滿足以上任意條件，就會返回 false。 圖 2-10 說明了兩個屬性不同的緩沖區(qū)也可以相等。 圖 2-11 顯示了兩個相似的緩沖區(qū)，可能看起來是完全相同的緩沖區(qū)，但測試時會發(fā)現(xiàn)并不相等。 圖 2-10 兩個被認為是相等的緩沖區(qū) 圖 2-11 兩個被認為不相等的緩沖區(qū) 緩沖區(qū)也支持用compareTo()函數(shù)以詞典順序進行比較。這一函數(shù)在緩沖區(qū)參數(shù)小于，等于，或者大于引用compareTo()的對象實例時，分別返回一個負整數(shù)，0 和正整數(shù)。這些就是所有典型的緩沖區(qū)所實現(xiàn)的java.lang.Comparable接口語義。這意味著緩沖區(qū)數(shù)組可以通過調(diào)用 java.util.Arrays.sort()函數(shù)按照它們的內(nèi)容進行排序。 與equals()相似，compareTo()不允許不同對象間進行比較。但compareTo()更為嚴格：如果您傳遞一個類型錯誤的對象，它會拋出ClassCastException異常，但equals()只會返回false。 比較是針對每個緩沖區(qū)內(nèi)剩余數(shù)據(jù)進行的，與它們在equals()中的方式相同，直到不相等的元素被發(fā)現(xiàn)或者到達緩沖區(qū)的上界。如果一個緩沖區(qū)在不相等元素發(fā)現(xiàn)前已經(jīng)被耗盡，較短的緩沖區(qū)被認為是小于較長的緩沖區(qū)。不像equals()，compareTo()不可交換：順序問題。在本例中，一個小于零的結(jié)果表明 buffer2小于buffer1，而表達式的值就會是true： if (buffer1.compareTo (buffer2) < 0) { doSomething(); } 如果前面的代碼被應用到圖 2-10 所示的緩沖區(qū)中，結(jié)果會是0，而 if 語句將毫無用處。被應用到圖 2-11 的緩沖區(qū)的相同測試將會返回一個正數(shù)(表明 buffer2大于buffer1)，而這個表達式也會被判斷為 false。 2.1.10 批量移動 緩沖區(qū)的涉及目的就是為了能夠高效傳輸數(shù)據(jù)。一次移動一個數(shù)據(jù)元素，如例 2-1 所示的那樣并不高效。如您在下面的程序清單中所看到的那樣，buffer API 提供了向緩沖區(qū)內(nèi)外批量移動數(shù)據(jù)元素的函數(shù)。 public abstract class CharBuffer extends Buffer implements CharSequence, Comparable { // This is a partial API listing public CharBuffer get (char [] dst) public CharBuffer get (char [] dst, int offset, int length) public final CharBuffer put (char[] src) public CharBuffer put (char [] src, int offset, int length) public CharBuffer put (CharBuffer src) public final CharBuffer put (String src) public CharBuffer put (String src, int start, int end) } 有兩種形式的 get()可供從緩沖區(qū)到數(shù)組進行的數(shù)據(jù)復制使用。第一種形式只將一個數(shù)組作為參數(shù)，將一個緩沖區(qū)釋放到給定的數(shù)組。第二種形式使用 offset 和 length 參數(shù)來指定目標數(shù)組的子區(qū)間。這些批量移動的合成效果與前文所討論的循環(huán)是相同的，但是這些方法可能高效得多，因為這種緩沖區(qū)實現(xiàn)能夠利用本地代碼或其他的優(yōu)化來移動數(shù)據(jù)。批量移動總是具有指定的長度。也就是說，您總是要求移動固定數(shù)量的數(shù)據(jù)元素。當參看程序簽名時這一點還不明顯，但是對get()的這一引用： buffer.get(myArray); 等價于： buffer.get(myArray,0,myArray.length); 如果您所要求的數(shù)量的數(shù)據(jù)不能被傳送，那么不會有數(shù)據(jù)被傳遞，緩沖區(qū)的狀態(tài)保持不變，同時拋出BufferUnderflowException異常。因此當您傳入一個數(shù)組并且沒有指定長 度，您就相當于要求整個數(shù)組被填充。如果緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)不夠完全填滿數(shù)組，您會得到一個異常。這意味著如果您想將一個小型緩沖區(qū)傳入一個大型數(shù)組，您需要明確地指定緩沖區(qū)中剩余的數(shù)據(jù)長度。上面的第一個例子不會如您第一眼所推出的結(jié)論那樣，將緩沖區(qū)內(nèi)剩余的數(shù)據(jù)元素復制到數(shù)組的底部。要將一個緩沖區(qū)釋放到一個大數(shù)組中，要這樣做： char [] bigArray = new char [1000]; // Get count of chars remaining in the buffer int length = buffer.remaining(); // Buffer is known to contain < 1,000 chars buffer.get (bigArrray, 0, length); // Do something useful with the data processData (bigArray, length); 記住在調(diào)用get()之前必須查詢緩沖區(qū)中的元素數(shù)量(因為我們需要告知processData()被放置在bigArray中的字符個數(shù))。調(diào)用get()會向前移動緩沖區(qū)的位置屬性，所以之后調(diào)用remaining()會返回 0。get()的批量版本返回緩沖區(qū)的引用，而不是被傳送的數(shù)據(jù)元素的計數(shù)，以減輕級聯(lián)調(diào)用的困難。另一方面，如果緩沖區(qū)存有比數(shù)組能容納的數(shù)量更多的數(shù)據(jù)，您可以重復利用如下文所示的程序塊進行讀?。?div> char [] smallArray = new char [10]; while (buffer.hasRemaining()) { int length = Math.min (buffer.remaining(), smallArray.length); buffer.get (smallArray, 0, length); processData (smallArray, length); } put()的批量版本工作方式相似，但以相反的方向移動數(shù)據(jù)，從數(shù)組移動到緩沖區(qū)。他們在傳送數(shù)據(jù)的大小方面有著相同的語義： buffer.put(myArray); 等價于： buffer.put(myArray,0,myArray.length); 批量傳輸?shù)拇笮】偸枪潭ǖ?。省略長度意味著整個數(shù)組會被填滿。 如果緩沖區(qū)有足夠的空間接受數(shù)組中的數(shù)據(jù)(buffer.remaining()>myArray.length)，數(shù)據(jù)將會被復制到從當前位置開始的緩沖區(qū)，并且緩沖區(qū)位置會被提前所增加數(shù)據(jù)元素的數(shù)量。如果緩沖區(qū)中沒有足夠的空間，那么不會有數(shù)據(jù)被傳遞，同時拋出一個BufferOverflowException異常。 也可以通過調(diào)用帶有一個緩沖區(qū)引用作為參數(shù)的put()來在兩個緩沖區(qū)內(nèi)進行批量傳遞。 buffer.put(srcBuffer); 這等價于(假設 dstBuffer 有足夠的空間)： while (srcBuffer.hasRemaining()) { dstBuffer.put (srcBuffer.get()); } 兩個緩沖區(qū)的位置都會前進所傳遞的數(shù)據(jù)元素的數(shù)量。范圍檢查會像對數(shù)組一樣進行。具體來說，如果srcBuffer.remaining()大于 dstBuffer.remaining()，那么數(shù)據(jù)不會被傳遞，同時拋出BufferOverflowException異常。如果您對將一個緩沖區(qū)傳遞給它自己，就會引發(fā) java.lang.IllegalArgumentException 異常。 在這一章節(jié)中我一直使用 CharBuffer 為例，而且到目前為止，這一討論也已經(jīng)應用到了其他的典型緩沖區(qū)上，比如 FloatBuffer，LongBuffer，等等。但是在下面的 API 程序清單的最后兩個函數(shù)中包含了兩個只對CharBuffer適用的批量移動函數(shù)。 public abstract class CharBuffer extends Buffer implements CharSequence, Comparable { // 這里僅列出部分API public final CharBuffer put (String src) public CharBuffer put (String src, int start, int end) } 這些函數(shù)使用 String 作為參數(shù)，而且與作用于 char 數(shù)組的批量移動函數(shù)相似。如所有的 java 程序員所知，String 不同于 char 數(shù)組。但 String 確實包含 char 字符串，而且我們?nèi)祟惔_實傾向于將其在概念上認為是 char 數(shù)組(尤其是我們中曾經(jīng)是或者現(xiàn)在還是 C 或C 程序員的那些人)。由于這些原因，CharBuffer 類提供了將 String 復制到CharBuffer 中的便利方法。 String 移動與 char 數(shù)組移動相似，除了在序列上是由 start 和 end 1 下標確定(與String.subString()類似)，而不是 start 下標和 length。所以： buffer.put(myString); 等價于： buffer.put(myString,0,myString.length); 而這就是您怎樣復制字符 5-8，總共四個字符，從 myString 復制到 buffer。 buffer.put(myString,5,9); String 批量移動等效于下面的代碼： for (int i = start; i < end; i ) { buffer.put (myString.charAt (i)); } 對String要進行與char數(shù)組相同的范圍檢查。如果所有的字符都不適合緩沖區(qū)，將會拋出BufferOverflowException異常。 Java nio入門教程詳解(五) |
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