Java NIO使用及原理分析（二）

在第一篇中，我們介紹了NIO中的兩個核心對象：緩衝區和通道，在談到緩衝區時，我們說緩衝區對象本質上是一個數組，但它其實是一個特殊的數組，緩衝區對象內建了一些機制，能夠跟蹤和記錄緩衝區的狀態變化情況，如果我們使用get()方法從緩衝區擷取資料或者使用put()方法把資料寫入緩衝區，都會引起緩衝區狀態的變化。本文為NIO使用及原理分析的第二篇，將會分析NIO中的Buffer對象。

在緩衝區中，最重要的屬性有下面三個，它們一起合作完成對緩衝區內部狀態的變化跟蹤：

position：指定了下一個將要被寫入或者讀取的元素索引，它的值由get()/put()方法自動更新，在新建立一個Buffer對象時，position被初始化為0。

limit：指定還有多少資料需要取出(在從緩衝區寫入通道時)，或者還有多少空間可以放入資料(在從通道讀入緩衝區時)。

capacity：指定了可以儲存在緩衝區中的最大資料容量，實際上，它指定了底層數組的大小，或者至少是指定了准許我們使用的底層數組的容量。

以上四個屬性值之間有一些相對大小的關係：0 <= position <= limit <= capacity。如果我們建立一個新的容量大小為10的ByteBuffer對象，在初始化的時候，position設定為0，limit和 capacity被設定為10，在以後使用ByteBuffer對象過程中，capacity的值不會再發生變化，而其它兩個個將會隨著使用而變化。四個屬性值分別：

現在我們可以從通道中讀取一些資料到緩衝區中，注意從通道讀取資料，相當於往緩衝區中寫入資料。如果讀取4個自己的資料，則此時position的值為4，即下一個將要被寫入的位元組索引為4，而limit仍然是10，如所示：

下一步把讀取的資料寫入到輸出通道中，相當於從緩衝區中讀取資料，在此之前，必須調用flip()方法，該方法將會完成兩件事情：

1. 把limit設定為當前的position值 
2. 把position設定為0

由於position被設定為0，所以可以保證在下一步輸出時讀取到的是緩衝區中的第一個位元組，而limit被設定為當前的position，可以保證讀取的資料正好是之前寫入到緩衝區中的資料，如所示：

現在調用get()方法從緩衝區中讀取資料寫入到輸出通道，這會導致position的增加而limit保持不變，但position不會超過limit的值，所以在讀取我們之前寫入到緩衝區中的4個自己之後，position和limit的值都為4，如所示：

在從緩衝區中讀取資料完畢後，limit的值仍然保持在我們調用flip()方法時的值，調用clear()方法能夠把所有的狀態變化設定為初始化時的值，如所示：

最後我們用一段代碼來驗證這個過程，如下所示：

[java] view plaincopyprint?

1. import java.io.*;  
2. import java.nio.*;  
3. import java.nio.channels.*;  
4.   
5. public class Program {  
6.     public static void main(String args[]) throws Exception {  
7.         FileInputStream fin = new FileInputStream("d:\\test.txt");  
8.         FileChannel fc = fin.getChannel();  
9.   
10.         ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(10);  
11.         output("初始化", buffer);  
12.   
13.         fc.read(buffer);  
14.         output("調用read()", buffer);  
15.   
16.         buffer.flip();  
17.         output("調用flip()", buffer);  
18.   
19.         while (buffer.remaining() > 0) {  
20.             byte b = buffer.get();  
21.             // System.out.print(((char)b));  
22.         }  
23.         output("調用get()", buffer);  
24.   
25.         buffer.clear();  
26.         output("調用clear()", buffer);  
27.   
28.         fin.close();  
29.     }  
30.   
31.     public static void output(String step, Buffer buffer) {  
32.         System.out.println(step + " : ");  
33.         System.out.print("capacity: " + buffer.capacity() + ", ");  
34.         System.out.print("position: " + buffer.position() + ", ");  
35.         System.out.println("limit: " + buffer.limit());  
36.         System.out.println();  
37.     }  
38. }  

完成的輸出結果為：

這與我們上面示範的過程一致。在後面的文章中，我們繼續介紹NIO中關於緩衝區一些更進階的使用。

(未完待續)