网站开发流程甘特图,偷的网站怎么做seo,网站直播软件开发,京粉购物网站怎么做文章目录 前言一、ByteBuf类二、ByteBuffer 实现原理2.1 ByteBuffer 写入模式2.2 ByteBuffer 读取模式2.3 ByteBuffer 写入模式切换为读取模式2.4 clear() 与 compact() 方法2.5 ByteBuffer 使用案例 总结 前言
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Netty 概述#xff08;一… 文章目录 前言一、ByteBuf类二、ByteBuffer 实现原理2.1 ByteBuffer 写入模式2.2 ByteBuffer 读取模式2.3 ByteBuffer 写入模式切换为读取模式2.4 clear() 与 compact() 方法2.5 ByteBuffer 使用案例 总结 前言
回顾Netty系列文章
Netty 概述一Netty 架构设计二Netty Channel 概述三Netty ChannelHandler四ChannelPipeline源码分析五
网络数据传输的基本单位是字节缓冲区就是存储字节的容器。在存取字节时会先把字节放入缓冲区再在操作缓冲区实现字节的批量存储以提升性能。
Java NIO 提供了ByteBuffer 作为它的缓冲区但是这个类用起来过于复杂而且也有些繁琐。因此Netty 自己实现了 ByteBuf 以替代 ByteBuffer 。
本篇文章就来介绍Netty自己缓冲区的作用。
一、ByteBuf类
缓冲区可以简单理解为一段内存区域某些情况下如果程序频繁的操作一个资源如文件或数据库则性能会很低此时为了提升性能就可以将一部分数据暂时读入内存的一块区域之中以后直接从此区域中读取数据即可。因为读取内存速度会很快这样就可以提升程序的性能。 因此缓冲区决定了网络数据处理的性能。
ByteBuf 被设计为一个可从底层解决 ByteBuffer 问题并可满足日常网络应用开发需要的缓冲类型其特点如下
允许使用自定义的缓冲区类型。通过内置的复合缓冲区类型实现了透明的零拷贝。容量可以按需增长类似于 JDK 的 StringBuilder。在读和写这两种模式之间切换不需要调用 ByteBuffer 的 flip()方法正常情况下具有比 ByteBuffer 更快的响应速度。
二、ByteBuffer 实现原理
使用 ByteBuffer 读写数据一般遵循以下4个步骤。
写入数据到 ByteBuffer 。调用 flip()方法。从 ByteBuffer 中读取数据。调用clear()方法或者compact()方法。
当向 ByteBuffer 写入数据时 ByteBuffer 会记录下写了多少数据。一旦读取数据时需要通过flip()方法将 ByteBuffer 从写入模式切换到读取模式。在读取模式下可以读取之前写入 ByteBuffer 的所有数据。
一旦读完了所有数据就需要清空缓冲区让它可以再次被写入。有两种方式能清空缓冲区调用clear()方法或者compact()方法。clear()方法会清空整个缓冲区。compact()方法只会清空已经读取过的数据任何未读的数据都被移到缓冲区的起初处新写入的数据将放到缓冲区未读数据的后面。
下面是一个 Java NIO 实现 服务器端实例中使用ByteBuffe的例子
// 可写
if (key.isWritable()) {SocketChannel client (SocketChannel) key.channel();ByteBuffer output (ByteBuffer) key.attachment();output.flip();client.write(output);System.out.println(NonBlokingEchoServer - client.getRemoteAddress() output.toString());output.compact();key.interestOps(SelectionKey.OP_READ);
}对于ByteBuffer其主要有五个属性markpositionlimitcapacity和array。这五个属性的作用如下
mark记录了当前所标记的索引下标。position对于写入模式表示当前可写入数据的下标对于读取模式表示接下来可以读取的数据的下标。limit对于写入模式表示当前可以写入的数组大小默认为数组的最大长度对于读取模式表示当前最多可以读取的数据的位置下标。capacity表示当前数组的容量大小。array保存了当前写入的数据。
上述变量存在以下关系
0 mark position limit capacity这几个数据中除了 array 是用于保存数据的以外这里最需要关注的是positionlimit和capacity三个属性因为对于写入和读取模式这三个属性的表示的含义大不一样。
2.1 ByteBuffer 写入模式
如下图所示为初始状态和写入3个字节之后positionlimit和capacity三个属性的状态
从图中可以看出在写入模式下
limit指向的始终是当前可最多写入的数组索引下标。position指向的则是下一个可以写入的数据的索引位置。capacity则始终不会变化即为数组大小。
2.2 ByteBuffer 读取模式
假设我们按照上述方式在初始长度为6的 ByteBuffer 中写入了三个字节的数据此时我们将模式切换为读取模式那么这里的positionlimit和capacity则变为如下形式 可以看到当切换为读取模式之后 limit则指向了最后一个可读取数据的下一个位置表示最多可读取的数据。 position则指向了数组的初始位置表示下一个可读取的数据的位置。 capacity还是表示数组的最大容量。
这里当我们一个一个读取数据的时候position就会依次往下切换当与limit重合时就表示当前ByteBuffer中已没有可读取的数据了。
2.3 ByteBuffer 写入模式切换为读取模式
读写切换时要调用flip()方法。flip()方法的核心源码如下
public final Buffer flip() {limit position;position 0;mark -1;return this;
}从上述源码可以看出执行flip()后将limit设置为position然后将该position设置为0。
2.4 clear() 与 compact() 方法
一旦读取完 ByteBuffer 中的数据需要让 ByteBuffer 准备好再次被写入。可以通过clear()或compact()方法来完成。
如果调用的是clear()方法position将被设置为0limit将被设置为capacity的值。换句话说ByteBuffer 被清空了。ByteBuffer 中的数据并未清除只是这些标记告诉我们可以从哪里开始往 ByteBuffer 里写数据。
如果 ByteBuffer 中有一些未读的数据调用clear()方法数据将被遗忘意味着不再有任何标记标注哪些数据被读过哪些还没有。
clear()方法的核心源码如下
public final Buffer clear() {position 0;limit capacity;mark -1;return this;
}如果 ByteBuffer 中仍有未读的数据且后续还需要这些数据但是此时想要先写些数据那么使用compact()方法。 compact()方法将所有的未读的数据复制到 ByteBuffer 起始处。然后将 position 设置到最后一个未读元素的后面。limit属性依然像clear()方法一样设置成capacity。现在 ByteBuffer 准备好写数据了但是不会覆盖未读的数据。 compact()方法核心源码如下
public ByteBuffer compact() {int pos position();int lim limit();assert (pos lim);int rem (pos lim ? lim - pos : 0);unsafe.copyMemory(ix(pos), ix(0), (long)rem 0);position(rem);limit(capacity());discardMark();return this;}2.5 ByteBuffer 使用案例
为了更好的理解 ByteBuffer 我们来看一些示例
public class ByteBufferDemo {public static void main(String[] args) {// 创建一个缓冲区ByteBuffer buffer ByteBuffer.allocate(10);System.out.println(------------初始时缓冲区------------);printBuffer(buffer);// 添加一些数据到缓冲区中System.out.println(------------添加数据到缓冲区------------);String s love;buffer.put(s.getBytes());printBuffer(buffer);// 切换成读模式System.out.println(------------执行flip切换到读取模式------------);buffer.flip();printBuffer(buffer);// 读取数据System.out.println(------------读取数据------------);// 创建一个limit()大小的字节数组(因为就只有limit这么多个数据可读)byte[] bytes new byte[buffer.limit()];// 将读取的数据装进我们的字节数组中buffer.get(bytes);printBuffer(buffer);// 执行compactSystem.out.println(------------执行compact------------);buffer.compact();printBuffer(buffer);// 执行clearSystem.out.println(------------执行clear清空缓冲区------------);buffer.clear();printBuffer(buffer);}/*** 打印出ByteBuffer的信息* * param buffer*/private static void printBuffer(ByteBuffer buffer) {System.out.println(mark buffer.mark());System.out.println(position buffer.position());System.out.println(limit buffer.limit());System.out.println(capacity buffer.capacity());}
}输出结果
------------初始时缓冲区------------
markjava.nio.HeapByteBuffer[pos0 lim10 cap10]
position0
limit10
capacity10
------------添加数据到缓冲区------------
markjava.nio.HeapByteBuffer[pos4 lim10 cap10]
position4
limit10
capacity10
------------执行flip切换到读取模式------------
markjava.nio.HeapByteBuffer[pos0 lim4 cap10]
position0
limit4
capacity10
------------读取数据------------
markjava.nio.HeapByteBuffer[pos4 lim4 cap10]
position4
limit4
capacity10
------------执行compact------------
markjava.nio.HeapByteBuffer[pos0 lim10 cap10]
position0
limit10
capacity10
------------执行clear清空缓冲区------------
markjava.nio.HeapByteBuffer[pos0 lim10 cap10]
position0
limit10
capacity10Process finished with exit code 0总结
本文首先展示了ByteBuffer在写入模式和读取模式下内部的一个状态然后分析了clear() 与 compact() 方法的源码最后讲解了ByteBuffer的使用案例。
下节我们再来分析ByteBuf实现原理。
