Buffer重要状态属性分析

1.概念

A buffer's capacity is the number of elements it contains. The capacity of a buffer is never negative and never changes.
A buffer's limit is the index of the first element that should not be read or written. A buffer's limit is never negative and is never greater than its capacity.
A buffer's position is the index of the next element to be read or written. A buffer's position is never negative and is never greater than its limit.

2.代码示例

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        IntBuffer buffer = IntBuffer.allocate(10);
        System.out.println("init: " + buffer);

        System.out.println("enter for loop(put): ");
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println(buffer);
            //SecureRandom是java.util.Random的子类,这个类更健壮一些,推荐使用
            int random = new SecureRandom().nextInt(20);
            buffer.put(random);
        }

        System.out.println("before flip(): "  + buffer);
        //实现读写的切换
        buffer.flip();
        System.out.println("after flip(): " + buffer);

        System.out.println("enter while loop(get): ");
        while (buffer.hasRemaining()) {
            System.out.println(buffer);
            buffer.get();
        }
        System.out.println("finally: "  + buffer);
    }

控制台:
init: java.nio.HeapIntBuffer[pos=0 lim=10 cap=10]
enter for loop(put):
java.nio.HeapIntBuffer[pos=0 lim=10 cap=10]
java.nio.HeapIntBuffer[pos=1 lim=10 cap=10]
java.nio.HeapIntBuffer[pos=2 lim=10 cap=10]
java.nio.HeapIntBuffer[pos=3 lim=10 cap=10]
java.nio.HeapIntBuffer[pos=4 lim=10 cap=10]
before flip(): java.nio.HeapIntBuffer[pos=5 lim=10 cap=10]
after flip(): java.nio.HeapIntBuffer[pos=0 lim=5 cap=10]
enter while loop(get):
java.nio.HeapIntBuffer[pos=0 lim=5 cap=10]
java.nio.HeapIntBuffer[pos=1 lim=5 cap=10]
java.nio.HeapIntBuffer[pos=2 lim=5 cap=10]
java.nio.HeapIntBuffer[pos=3 lim=5 cap=10]
java.nio.HeapIntBuffer[pos=4 lim=5 cap=10]
finally: java.nio.HeapIntBuffer[pos=5 lim=5 cap=10]

3.源码分析

1.初始化:(并不存在索引为10的元素,为了描述而虚拟的)

源代码:

 1.IntBuffer buffer = IntBuffer.allocate(10);//查看allocate(int capacity)的源码
 2.
 public static IntBuffer allocate(int capacity) {
     if (capacity < 0)
     throw new IllegalArgumentException();
     return new HeapIntBuffer(capacity, capacity);
 }
 3.继续跟进new HeapIntBuffer(capacity, capacity);
 4.
 HeapIntBuffer(int cap, int lim) {
    super(-1, 0, lim, cap, new int[cap], 0);
 }
 5.跟进super构造方法
    IntBuffer(int mark, int pos, int lim, int cap,int[] hb, int offset)
     
 通过源码我们就发现了初始化pos,lim,cap时,分别是0,capacity,capacity
1562907088987.png

2.每写一个元素,pos就向右移一个元素,当写完5个元素后,索引指向5

源码:

1.查看HeapIntBuffer的源码
    public IntBuffer put(int x) {
        hb[ix(nextPutIndex())] = x;
        return this;
    }
2.查看nextPutIndex()
    final int nextPutIndex() {                          // package-private
        if (position >= limit)
            throw new BufferOverflowException();
        return position++;//position就是在这里自增的
    }
3.查看ix()
    protected int ix(int i) {
        return i + offset;//当初始化时,offset为0,所以还是i,也就是当前position所指的地方
    }

图解:


1562907303883.png

3.在调用flip()后,

源码:

/**
 * Flips this buffer.  The limit is set to the current position and then
 * the position is set to zero.  If the mark is defined then it is discarded.
 */
public final Buffer flip() {
    limit = position;
    position = 0;
    mark = -1;
    return this;
}
1562907569423.png

4.同样,每读一个元素,pos就后移一位,直到pos大于或等于lim

源码:

1.查看HeapIntBuffer的源码    
    public int get() {
        return hb[ix(nextGetIndex())];
    }
2.查看nextGetIndex()
    final int nextGetIndex() {                          // package-private
        if (position >= limit)
            throw new BufferUnderflowException();
        return position++;//先返回当前position,然后自增
    }
3.查看ix()
    protected int ix(int i) {
        return i + offset;//初始化时,offset为0
    }
1562909053849.png

思考:此时如果再次调用flip()会怎样?

limit = position;// 原地不动

position = 0;// 回到第一个元素

即重新读一遍

总结:其实不管怎样,玩的其实就是position和limit两个指针,其它都是为了这两个指针位置服务的。

4.其它方法

1.mark和reset

/**
 * Sets this buffer's mark at its position.
 *
 * @return  This buffer
 */
public final Buffer mark() {
    mark = position;
    return this;
}
public final Buffer reset() {
    int m = mark;
    if (m < 0)
        throw new InvalidMarkException();
    position = m;
    return this;
}

2.clear()

/*
 *这个方法实际上并没有擦除缓冲区中的数据,只不过是利用变量来把将来我们新放入的数据覆盖掉旧的数据
 */
public final Buffer clear() {
    position = 0;
    limit = capacity;
    mark = -1;
    return this;
}

3.rewind()

/**
 * Rewinds this buffer.  The position is set to zero and the mark is
 * discarded.
 */
public final Buffer rewind() {
    position = 0;
    mark = -1;
    return this;
}
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