Java NIO源码分析之Buffer

        Java NIO的主要读写处理逻辑就是将数据从通道读入缓冲区，从缓冲区写入到通道中。而这个数据缓冲区的基类就是Buffer。而Buffer本质上就是一块可读写数据的内存，其提供了一些方法，方便外部调用者访问这块内存进行数据读写操作。

        使用Buffer读写数据的主要步骤，大体如下：

        1、将数据写入Buffer；

        2、调用flip()方法，将读写模式由写模式切换成读模式；

        3、从Buffer中读取数据；

        4、调用clear()方法或者compact()方法清空缓冲区，完成数据读操作。

        Buffer中三个十分重要的属性

        1、capacity

        代表了Buffer的最大容量，标识出Buffer中最多可以存储的capacity个byte、long、char等类型的数据；

        2、position

        代表了缓冲区Buffer当前待写入或待读取位置，初始值为0，当一个byte、long、char等数据被写入或者被读取后，position自动移动到下一个可写入位置，其最大值为capacity – 1，实际上它受limit限制。一般情况下，Buffer从写模式切换到读模式或者从读模式切换到写模式，position均会被重置为0；

        3、limit

        表示可写入或可读取数据的限制。在写模式下，Buffer的limit表示你最多能往Buffer里写多少数据，limit等于Buffer的capacity。在读模式下，limit表示你最多能读到多少数据，当切换Buffer到读模式时，limit会被设置成写模式下的position值，也就是说你能读到之前写入的所有数据。

        Buffer中，获取这些属性的方法分别是：capacity()、position()、limit()方法，而position、limit也有对应方法进行设置，下面的源码分析我们会分别介绍。

        Byffer中，一个不可变的定律是：mark <= position <= limit <= capacity。

        初始情况下：

        mark = -1

        position = 0

        limit = capacity - 1

        capacity = m 

        写入n个数据时：

        mark = -1

        position = n

        capacity = m（m >= n）

        flip()切换写模式至读模式时：

        limit = position（也就是n）

        读取k个数据时

        position = k

        Buffer有两种模式：读模式和写模式。这两种模式的切换是是通过以下方法完成的：

        1、写模式到读模式：flip()

        2、读模式到写模式：clear()或compact()（compact()方法为ByteBuffer中的抽象方法）

        Buffer源码分析：

        flip()方法

        flip()实际上是翻转数据缓冲区Buffer，将其由写模式转换成读模式。大体逻辑如下：

        1、将limit设置为当前位置position，标识出读模式下最大可读取数据限制为之前已写入数据；

        2、当前位置position设置为0，标识可读取数据的起始位置；

        3、标记mark设置为-1，即无效；

        4、返回当前Buffer实例。

        clear()方法

        clear()方法看上去像是清空缓冲区buffer，但是这个方法并不实际删除缓冲区中的数据，而是将其由读模式转换成写模式。它的主要逻辑是：

        1、当前位置position设置为0，又可以从0开始写入数据；

        2、读写限制limit设置为buffer的最大容量capacity，即我们可以写入数据至完全填充整个缓冲区buffer；

        position()方法

        position()方法用于获取当前缓冲区buffer的当前可写或可读位置position。

        position(int newPosition)方法

        rewind()方法

        一般情况下，flip只能被调用一次，如果是数据需要被重新读入，怎么办？这时rewind()方法就被派上用场了，其代码如下：