什麼是NIO
在計算機世界，要想和計算機互動必須有輸入(Input)和輸出(Output)才能把我們的請求傳送給計算機，計算機處理後給我們一個結果，可見輸入輸出很重要。同理在Java中也有處理輸入輸出的模組。包括IO和NIO，其中IO相關程式碼在java.io包下，我們今天要聊的NIO在java.nio包下。這兩種IO有什麼區別呢？
傳統IO基於位元組流和字元流進行操作，而NIO基於Channel和Buffer進行操作。IO的流是阻塞的，當一個執行緒呼叫read() 或 write()時，該執行緒被阻塞。NIO的非阻塞模式，使一個執行緒從某通道傳送請求讀取資料，但是它僅能得到目前可用的資料，如果目前沒有資料可用時，就什麼都不會獲取，該執行緒可以做其他的事情。
我們今天要聊的Buffer是NIO中一個非常重要的類。Buffer是一個抽象類，它有以下子類：
- ByteBuffer
- CharBuffer
- DoubleBuffer
- FloatBuffer
- IntBuffer
- LongBuffer
- ShortBuffer
我們就以ByteBuffer為例，詳細瞭解一下Buffer的用法。
初始化
ByteBuffer同樣是一個抽象類，我們通過allocate方法，最終建立的是HeapByteBuffer物件，關於ByteBuffer的使用，我們重點關注以下幾個值的變化。
capacity、position、limit、remaining
分配10位元組空間大小
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(10);
複製程式碼allocate最終呼叫的方法是：
public static ByteBuffer allocate(int capacity) {
if (capacity < 0)
throw new IllegalArgumentException();
return new HeapByteBuffer(capacity, capacity);
}
複製程式碼分配10個位元組的空間之後，列印下我們關注的值的初始狀態。
System.out.format("positon:%d remaining:%d limit:%d capacity:%d\n", buffer.position(), buffer.remaining(), buffer.limit(), buffer.capacity());
複製程式碼
如圖，分配好10位元組空間後，值變化如下。
positon:0 remaining:10 limit:10 capacity:10
複製程式碼capacity表示容量的大小，為初始化是傳入的值的大小，之後便不會變化。positon指向即將要操作的位置。在寫狀態下limit表示可寫的空間的大小。remaining表示剩餘可寫空間的大小。
put
接下來我們呼叫Buffer的put方法，給我們建立的buffer放入一些東西。然後再列印下我們關注的值的變化，put的程式碼如下。
String str = "ABC";
byte[] bytes = str.getBytes();
buffer.put(bytes);
複製程式碼
positon:3 remaining:7 limit:10 capacity:10
複製程式碼列印結果如上，put完3個位元組之後，position變成了3，remaining變成了7，其餘兩個值不變。
flip
put完之後，我們嘗試從buffer中讀一些資料，flip方法是將寫模式變成讀模式，它的實現如下。
public final Buffer flip() {
limit = position;
position = 0;
mark = -1;
return this;
}
複製程式碼可以看到它把position的值變成了0，把position的值賦給了limit，表示從起始位置開始讀，來看一下呼叫之後值的變化。
buffer.flip();
複製程式碼
positon:0 remaining:3 limit:3 capacity:10
複製程式碼列印的結果如上，position變成了0，limit變成了原來position的值，也就是3。remaining也為3，capacity不變。
get
上面已經切換到讀模式了，我們來讀一個位元組試試。
Byte byte1 = buffer.get();
複製程式碼
positon:1 remaining:2 limit:3 capacity:10
複製程式碼讀完一個位元組之後列印結果如上。
mark
這裡呼叫一下mark，mark之後不會有變化，只是會把position的值賦值給mark，我們看下它的實現程式碼。注意。此時mark的值變成了1，後邊會用到這個值。
public final Buffer mark() {
mark = position;
return this;
}
複製程式碼然後呼叫一下，看列印結果。
buffer.mark();
複製程式碼positon:1 remaining:2 limit:3 capacity:10
複製程式碼列印結果如上：幾個值沒有變化，符合預期。
再次get
接下來，我們再次呼叫一下get
Byte byte2 = buffer.get();
複製程式碼
positon:2 remaining:1 limit:3 capacity:10
複製程式碼列印結果如上，參考第一次get，應該比較好理解。
reset
還記得前面，我們呼叫mark，把position的值賦值給mark。這次我們來呼叫reset，它的作用是把之前mark的值重新賦值給position。它的實現如下：
public final Buffer reset() {
int m = mark;
if (m < 0)
throw new InvalidMarkException();
position = m;
return this;
}
複製程式碼positon:1 remaining:2 limit:3 capacity:10
複製程式碼列印結果如上，可以看到我們又回到了之前的狀態，因此可以通過mark和reset反覆讀取buffer裡的內容。
第三次get
由於我們之前呼叫了reset，現在第三次調一下get，看看是不是符合我們的預期。
Byte byte3 = buffer.get();
複製程式碼positon:2 remaining:1 limit:3 capacity:10
複製程式碼列印結果如上，符合預期。
rewind
在讀了一些資料之後，如果我們想重新讀怎麼辦？可以用rewind，它會把position的值置為0，同時mark值恢復為-1。
public final Buffer rewind() {
position = 0;
mark = -1;
return this;
}
複製程式碼positon:0 remaining:3 limit:3 capacity:10
複製程式碼列印結果如上。
clear
最後我們來看一下clear的用法，clear會把position、limit、capacity恢復到初始狀態，它的實現如下：
public final Buffer clear() {
position = 0;
limit = capacity;
mark = -1;
return this;
}
複製程式碼positon:0 remaining:10 limit:10 capacity:10
複製程式碼列印結果如上，可以看到，又回到了初始狀態。
總結
以上就是關於Buffer的基本用法，在接下來的文章中會陸續介紹NIO的其他類的用法，歡迎持續關注。
最後推薦一個線上畫圖的網站draw.io可以儲存到本地或github等多平臺。
本文demo
關注微信公眾號，最新技術乾貨實時推送
