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JavaNIOBuffer分配详解:allocate与allocateDirect的区别与应用

在JavaNIO中,`ByteBuffer`的内存分配方式分为`allocate`和`allocateDirect`。前者在JVM堆内存中分配空间,返回`HeapByteBuffer`实例,初始位置为0,容量和限制由参数指定。而`allocateDirect`则在操作系统本地内存中分配,返回`DirectByteBuffer`,适用于需要频繁与I/O操作交互的场景,性能更高但管理成本较大。两者在内存管理和性能上各有优劣,选择时需根据具体应用场景权衡。

一、nio之Buffer

1 ByteBuffer.allocate分配的内存在JVM里面,返回ByteBuffer的子类HeapByteBuffer,初始值0;

2 ByteBuffer.allocateDirect分配的内存在系统里面,返回MappedByteBuffer的子类DirectByteBuffer,初始值0;

3 系统内存分配速度慢,但使用效率更高,并且不参与垃圾回收;

4 buffer的四个属性&#xff0c;0 <&#61; mark <&#61; position <&#61; limit <&#61; capacity&#xff0c;position决定了read和write的起始位置&#xff1b;

5 mark用于reset使用&#xff0c;没有mark调用reset会抛异常&#xff0c;初始状态无标记&#xff0c;只有position小于mark时标记被丢弃&#xff1b;

6 buffer.get()和buffer.put(byte)都是相对方法&#xff0c;都会导致position&#43;&#43;&#xff1b;

7 buffer.get(int)和buffer.put(int, byte)都是绝对方法&#xff0c;不会导致position变化&#xff1b;

8 clear只是将position设置为0&#xff0c;limit设置为capacity&#xff0c;并不清除数据&#xff0c;做好put准备&#xff1b;

9 flip将limit设置为position&#xff0c;position设置为0&#xff0c;做好get准备&#xff1b;

10 rewind将position设置为0&#xff0c;做好重新get准备&#xff1b;

11 remaining表示position到limit之间的元素数量&#xff1b;

12 compact将position到limit之间的元素移动到数组开始&#xff1b;

13 多线程访问是不安全的&#xff0c;需要使用同步手段进行控制&#xff1b;

14 ByteOrder.nativeOrder()获取本机字节序列&#xff1b;

15 视图和allocateDirect情况下hasArray返回false&#xff1b;

16 array()方法返回底层数组&#xff1b;

1 属性测试&#xff1a;

ByteBuffer buffer &#61; ByteBuffer.allocate(12);

System.out.println(buffer);

System.out.println(buffer.position(2).mark());

System.out.println(buffer.position(4));

System.out.println(buffer.reset());

System.out.println(buffer.position(0));

buffer.reset(); //抛出InvalidMarkException异常

输出&#xff1a;

java.nio.HeapByteBuffer[pos&#61;0 lim&#61;12 cap&#61;12]

java.nio.HeapByteBuffer[pos&#61;2 lim&#61;12 cap&#61;12]

java.nio.HeapByteBuffer[pos&#61;4 lim&#61;12 cap&#61;12]

java.nio.HeapByteBuffer[pos&#61;2 lim&#61;12 cap&#61;12]

java.nio.HeapByteBuffer[pos&#61;0 lim&#61;12 cap&#61;12]

2 数据操作&#xff0c;默认大端模式&#xff1a;

ByteBuffer buffer &#61; ByteBuffer.allocate(12);

byte by &#61; 1;

int in &#61; 32;

buffer.put(by);

buffer.putInt(in);

System.out.println(buffer);

System.out.println(buffer.get(4));

输出&#xff1a;

java.nio.HeapByteBuffer[pos&#61;5 lim&#61;12 cap&#61;12]

32

3duplicate复制原buffer所有状态&#xff0c;slice将position和limit之间的内容映射成新buffer&#xff0c;两者都使用原来内存&#xff1a;

1、duplicate复制mark值&#xff0c;slice清除mark值&#xff1b;

2、asReadOnlyBuffer与duplicate完成相同&#xff0c;除了缓冲区只读以外&#xff1b;

ByteBuffer buffer &#61; ByteBuffer.allocate(12);

byte by &#61; 1;

int in &#61; 32;

buffer.put(by);

buffer.putInt(in);

System.out.println(buffer);

System.out.println(buffer.array());

System.out.println(buffer.duplicate());

System.out.println(buffer.duplicate().array());

buffer.position(4);

System.out.println(buffer.slice());

System.out.println(buffer.slice().array());

System.out.println(buffer.slice().arrayOffset());

输出&#xff1a;

java.nio.HeapByteBuffer[pos&#61;5 lim&#61;12 cap&#61;12]

[B&#64;1c0ec97

java.nio.HeapByteBuffer[pos&#61;5 lim&#61;12 cap&#61;12]

[B&#64;1c0ec97

java.nio.HeapByteBuffer[pos&#61;0 lim&#61;8 cap&#61;8]

[B&#64;1c0ec97

4

4 数组转换到ByteBuffer

byte[] bytes &#61; new byte[12];

ByteBuffer buf &#61; ByteBuffer.wrap(bytes, 1, 1);

System.out.println(buf);

System.out.println(bytes);

System.out.println(buf.array());

System.out.println(buf.arrayOffset());

输出&#xff1a;

java.nio.HeapByteBuffer[pos&#61;1 lim&#61;2 cap&#61;12]

[B&#64;ecb281

[B&#64;ecb281

0

5 大小端

ByteBuffer buf &#61; ByteBuffer.allocate(12);

System.out.println(buf.order());

System.out.println(buf.order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN).order());

输出&#xff1a;

BIG_ENDIAN

LITTLE_ENDIAN

6 IntBuffer测试

ByteBuffer buffer &#61; ByteBuffer.allocate(16);

buffer.position(4);

IntBuffer intBuf &#61; buffer.asIntBuffer();

System.out.println(intBuf);

System.out.println(intBuf.order());

System.out.println(intBuf.hasArray());

intBuf &#61; IntBuffer.allocate(4);

System.out.println(intBuf);

System.out.println(intBuf.order());

System.out.println(intBuf.hasArray());

输出&#xff1a;

java.nio.ByteBufferAsIntBufferB[pos&#61;0 lim&#61;3 cap&#61;3]

BIG_ENDIAN

false

java.nio.HeapIntBuffer[pos&#61;0 lim&#61;4 cap&#61;4]

LITTLE_ENDIAN

true

7 compareTo对所有元素进行比较

ByteBuffer buf1 &#61; ByteBuffer.allocate(4);

ByteBuffer buf2 &#61; ByteBuffer.allocateDirect(4);

IntBuffer buf3 &#61; IntBuffer.allocate(1);

System.out.println(buf1.compareTo(buf2));

System.out.println(buf1.asIntBuffer().compareTo(buf3));

输出&#xff1a;

0

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