本篇主要講解如何使用直接記憶體（堆外記憶體），并按照下面的步驟進行說明：
相關背景-->讀寫操作-->關鍵屬性-->讀寫實踐-->擴充-->參考說明
希望對想使用直接記憶體的朋友，提供點快捷的參考。
資料類型
下面這些，都是在使用
DirectBuffer
中必備的一些常識，暫作了解吧！如果想要深入了解，可以看看下面參考的那些部落格。
基本類型長度
在Java中有很多的基本類型，比如：
-
byte
-
short
-
int
-
long
-
char
-
float
-
double
不同的類型都會按照自己的位數來存儲，并且可以自動進行轉換提升。
byte
、
char
short
都可以自動提升為
int
，如果操作數有
long
，就會自動提升為
long
，
float
和
double
也是如此。
大端小端
由于一個資料類型可能有很多個位元組組成的，那麼它們是如何擺放的。這個是有講究的：
- 大端：低位址位 存放 高有效位元組
- 小端：低位址位 存放 低有效位元組
舉個例子，一個
char
是有兩個位元組組成的，這兩個位元組存儲可能會顯示成如下的模樣，比如字元
a
:
低位址位 高位址位
大端； 00 96
小端： 96 00
String與new String的差別
再說說
"hello"
new String("hello")
的差別：
如果是
"hello"
，JVM會先去共享的字元串池中查找，有沒有
"hello"
這個詞，如果有直接傳回它的引用；如果沒有，就會建立這個對象，再傳回。是以，
"a"+"b"
相當于存在3個對象，分别是
"a"
"b"
"ab"
。
而
new String("hello")
，則省去了查找的過程，直接就建立一個
hello
的對象，并且傳回引用。
讀寫資料
在直接記憶體中，通過
allocateDirect(int byte_length)
申請直接記憶體。這段記憶體可以了解為一段普通的基于
Byte
的數組，是以插入和讀取都跟普通的數組差不多。
隻不過提供了基于不同資料類型的插入方法，比如：
- put(byte) 插入一個byte
- put(byte[]) 插入一個byte數組
- putChar(char) 插入字元
- putInt(int) 插入Int
- putLong(long) 插入long
等等....詳細的使用方法，也可以參考下面的圖檔：
對應讀取資料，跟寫入差不多：
注意所有沒有index參數的方法，都是按照目前position的位置進行操作的。
下面看看什麼是position，還有什麼其他的屬性吧！
基本的屬性值
它有幾個關鍵的名額：
mark-->position-->limit-->capacity
另外,還有
remaining=limit-position
先說說他們的意思吧！
目前位置——position
position是目前數組的指針，訓示目前資料位置。舉個例子：
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(1024);
buffer.putChar('a');
System.out.println(buffer);
buffer.putChar('c');
System.out.println(buffer);
buffer.putInt(10);
System.out.println(buffer);
由于一個char是2個位元組，一個Int是4個位元組，是以position的位置分别是:
2,4,8
注意，Position的位置是插入資料的目前位置，如果插入資料，就會自動後移。
也就是說，如果存儲的是兩個位元組的資料，position的位置是在第三個位元組上，下标就是2。
java.nio.DirectByteBuffer[pos=2 lim=1024 cap=1024]
java.nio.DirectByteBuffer[pos=4 lim=1024 cap=1024]
java.nio.DirectByteBuffer[pos=8 lim=1024 cap=1024]
- position可以通過position()獲得，也可以通過position(int)設定。
//position(int)方法的源碼
public final Buffer position(int newPosition) {
if ((newPosition > limit) || (newPosition < 0))
throw new IllegalArgumentException();
position = newPosition;
if (mark > position) mark = -1;
return this;
}
注意：position的位置要比limit小，比mark大
空間容量——capacity
capacity
是目前申請的直接記憶體的容量，它是申請後就不會改變的。
- capacity則可以通過capacity()方法獲得。
限制大小——limit
我們可能想要改變這段直接記憶體的大小，是以可以通過一個叫做Limit的屬性設定。
- limit則可以通過limit()獲得，通過limit(int)進行設定。
注意limit要比mark和position大，比capacity小。
//limit(int)方法的源碼
public final Buffer limit(int newLimit) {
if ((newLimit > capacity) || (newLimit < 0))
throw new IllegalArgumentException();
limit = newLimit;
if (position > limit) position = limit;
if (mark > limit) mark = -1;
return this;
}
标記位置——mark
mark，就是一個标記為而已，記錄目前的position的值。常用的場景，就是記錄某一次插入資料的位置，友善下一次進行回溯。
- 可以使用
mark()
- 使用
reset()
-
rewind()
//mark方法标記目前的position,預設為-1
public final Buffer mark() {
mark = position;
return this;
}
//reset方法重置mark的位置，position的位置，不能小于mark的位置，否則會出錯
public final Buffer reset() {
int m = mark;
if (m < 0)
throw new InvalidMarkException();
position = m;
return this;
}
//重置mark為-1.position為0
public final Buffer rewind() {
position = 0;
mark = -1;
return this;
}
使用案例
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(1024);
buffer.putChar('a');
buffer.putChar('c');
System.out.println("插入完資料 " + buffer);
buffer.mark();// 記錄mark的位置
buffer.position(30);// 設定的position一定要比mark大，否則mark無法重置
System.out.println("reset前 " + buffer);
buffer.reset();// 重置reset ，reset後的position=mark
System.out.println("reset後 " + buffer);
buffer.rewind();//清除标記，position變成0，mark變成-1
System.out.println("清除标記後 " + buffer);
可以看到如下的運作結果：
插入完資料 java.nio.DirectByteBuffer[pos=4 lim=1024 cap=1024]
reset前 java.nio.DirectByteBuffer[pos=30 lim=1024 cap=1024]
reset後 java.nio.DirectByteBuffer[pos=4 lim=1024 cap=1024]
清除标記後 java.nio.DirectByteBuffer[pos=0 lim=1024 cap=1024]
剩餘空間——remaing
remaing
則表示目前的剩餘空間：
public final int remaining() {
return limit - position;
}
讀寫實踐
寫操作主要就是按照自己的資料類型，寫入到直接記憶體中，注意每次寫入資料的時候，position都會自動加上寫入資料的長度，指向下一個該寫入的起始位置：
下面看看如何寫入一段byte[]或者字元串：
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(10);
byte[] data = {1,2};
buffer.put(data);
System.out.println("寫byte[]後 " + buffer);
buffer.clear();
buffer.put("hello".getBytes());
System.out.println("寫string後 " + buffer);
輸出的内容為:
寫byte[]後 java.nio.DirectByteBuffer[pos=2 lim=10 cap=10]
寫string後 java.nio.DirectByteBuffer[pos=5 lim=10 cap=10]
讀的時候，可以通過一個外部的
byte[]
數組進行讀取。由于沒有找到直接操作直接記憶體的方法: 是以如果想在JVM應用中使用直接記憶體，需要申請一段堆中的空間，存放資料。
如果有更好的方法，還請留言。
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(10);
buffer.put(new byte[]{1,2,3,4});
System.out.println("剛寫完資料 " +buffer);
buffer.flip();
System.out.println("flip之後 " +buffer);
byte[] target = new byte[buffer.limit()];
buffer.get(target);//自動讀取target.length個資料
for(byte b : target){
System.out.println(b);
}
System.out.println("讀取完數組 " +buffer);
輸出為
剛寫完資料 java.nio.DirectByteBuffer[pos=4 lim=10 cap=10]
flip之後 java.nio.DirectByteBuffer[pos=0 lim=4 cap=10]
1
2
3
4
讀取完數組 java.nio.DirectByteBuffer[pos=4 lim=4 cap=10]
常用方法
上面的讀寫例子中，有幾個常用的方法：
clear()
這個方法用于清除mark和position，還有limit的位置：
public final Buffer clear() {
position = 0;
limit = capacity;
mark = -1;
return this;
}
flip()
這個方法主要用于改變目前的Position為limit，主要是用于讀取操作。
public final Buffer flip() {
limit = position;
position = 0;
mark = -1;
return this;
}
compact()
這個方法在讀取一部分資料的時候比較常用。
它會把目前的Position移到0，然後position+1移到1。
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), rem << 0);
position(rem);
limit(capacity());
discardMark();
return this;
}
比如一段空間内容為:
123456789
當position的位置在2時，調用compact方法，會變成：
345678989
isDirect()
這個方法用于判斷是否是直接記憶體。如果是傳回true，如果不是傳回false。
rewind()
這個方法用于重置mark标記：
public final Buffer rewind() {
position = 0;
mark = -1;
return this;
}
參考
1 Java基本資料類型
2 Java中大端與小端
作者：xingoo
出處：http://www.cnblogs.com/xing901022
本文版權歸作者和部落格園共有。歡迎轉載，但必須保留此段聲明，且在文章頁面明顯位置給出原文連接配接！