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ByteBuffer
ByteBuffer
字节缓冲区 NIO下的类
ByteBuffer的父类是Buffer类,意思为缓冲区类,ByteBuffer为字节缓冲区,当然他也可以处理int, long, char等基本数据类型。
相比于Buffer类的其他继承类CharBuffer、DoubleBuffer、FloatBuffer、IntBuffer、LongBuffer 和 ShortBuffer,ByteBuffer类应用更广泛。
其实现类如下:
实现类 | 描述 | 优点 |
---|---|---|
HeapByteBuffer | 在jvm堆上面的一个buffer,底层的本质是一个数组 | 由于内容维护在jvm里,所以把内容写进buffer里速度会快些;并且,可以更容易回收 |
DirectByteBuffer | 底层的数据其实是维护在操作系统的内存中,而不是jvm里,DirectByteBuffer里维护了一个引用address指向了数据,从而操作数据 | 跟外设(IO设备)打交道时会快很多,因为外设读取jvm堆里的数据时,不是直接读取的,而是把jvm里的数据读到一个内存块里,再在这个块里读取的,如果使用DirectByteBuffer,则可以省去这一步,实现zero copy |
ByteBuffer的属性及方法
ByteBuffer的属性
- byte[] buff 缓存数组 //buff即内部用于缓存的数组。
- capacity 容量 //初始化时候的容量。
- limit 限制 缓冲区的临界区,即最多可读到哪个位置
- 当写数据到buffer中时,limit一般和capacity相等。
- 当读数据时,limit代表buffer中有效数据的长度。
int position = 0
位置 //当前读取的位置。int mark = -1
标记 //一个临时存放的位置下标,为某一读过的位置做标记,便于某些时候回退到该位置。- 调用mark()会将mark设为当前的position的值,以后调用reset()会将position属性设置为mark的值。
- mark的值总是小于等于position的值,如果将position的值设的比mark小,当前的mark值会被抛弃掉。
这些属性总是满足以下条件:
0 <= mark <= position <= limit <= capacity
ByteBuffer的常用方法
-
ByteBuffer allocate(int capacity) //创建一个指定容量capacity的ByteBuffer。
-
ByteBuffer allocateDirect(int capacity) //创建一个direct的ByteBuffer,这样的ByteBuffer在参与IO操作时性能会更好
-
ByteBuffer wrap(byte [] array)// 把一个byte数组包装成ByteBuffer。
-
ByteBuffer wrap(byte [] array, int offset, int length) //把一个byte数组或byte数组的一部分包装成ByteBuffer。
-
Buffer clear() 把position设为0,把limit设为capacity,一般在把数据写入Buffer前调用。
-
Buffer flip() 把limit设为当前position,把position设为0,一般在从Buffer读出数据前调用。
-
Buffer rewind() 把position设为0,limit不变,一般在把数据重写入Buffer前调用。
-
compact() 将 position 与 limit之间的数据复制到buffer的开始位置,复制后 position = limit -position,limit = capacity, 但如果position 与limit 之间没有数据的话发,就不会进行复制。
-
mark() & reset() 通过调用Buffer.mark()方法,可以标记Buffer中的一个特定position。之后可以通过调用Buffer.reset()方法恢复到这个position。
-
int remaining() 剩余可读元素,limit - position
-
boolean isReadOnly() 是否是只可读缓冲区
-
boolean isDirect() 是否是堆外内存
-
//get put
- byte get(int index)
- ByteBuffer put(byte b)
- int getInt() //从ByteBuffer中读出一个int值。
- ByteBuffer putInt(int value) // 写入一个int值到ByteBuffer中。
- xxx
端点排序
endian 字节存放次序
字节序,顾名思义字节的顺序,再多说两句就是大于一个字节类型的数据在内存中的存放顺序(一个字节的数据当然就无需谈顺序的问题了)。
- LITTLE-ENDIAN(小字节序、低字节序),即低位字节排放在内存的低地址端,高位字节排放在内存的高地址端。
- 与之对应的是:BIG-ENDIAN(大字节序、高字节序)
不同语言、场景下的字节序
JAVA默认是Big-Endian 大端点序
TCP/IP各层协议将字节序定义为Big-Endian,因此TCP/IP协议中使用的字节序通常称之为网络字节序
代码示例
大端点序
ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(4);
byteBuffer.order(ByteOrder.BIG_ENDIAN);
byteBuffer.putInt(88);
byte[] result = byteBuffer.array();
System.out.println(Arrays.toString(result));
打印[0,0,0,88]
小端点序
ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(4);
byteBuffer.order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN);
byteBuffer.putInt(88);
byte[] result = byteBuffer.array();
System.out.println(Arrays.toString(result));
打印[88,0,0,0]
读数据
flip
开始读的时候,将postion复位到0,并将limit设为当前postion。(即写转读的时候用到)
get
从buffer里读一个字节,并把postion移动一位。上限是limit,即写入数据的最后位置。
clear
将limit设置为容量大小,将position置为0,并不清除buffer内容。
写数据
put
写模式下,往buffer里写一个字节,并把postion移动一位。写模式下,一般limit与capacity相等。
实例
以Mysql空间数据类型 Geometry 来实操一波
Geometry 实际存储格式为:长度为25个字节
- 4个字节用于整数SRID(0)
- 1个字节(整数字节顺序)(1 =小字节序)
- 4个字节用于整数类型信息
- 8字节的双精度X坐标
- 8字节的双精度Y坐标
例如,POINT(1 -1)
由以下25个字节的序列组成,每个序列由两个十六进制数字表示:
mysql> SET @g = ST_GeomFromText('POINT(1 -1)');
mysql> SELECT LENGTH(@g);
+------------+
| LENGTH(@g) |
+------------+
| 25 |
+------------+
mysql> SELECT HEX(@g);
+----------------------------------------------------+
| HEX(@g) |
+----------------------------------------------------+
| 000000000101000000000000000000F03F000000000000F0BF |
+----------------------------------------------------+
组成 | 大小 | 值 |
---|---|---|
SRID | 4个字节 | 00000000 |
字节顺序 | 1个字节 | 01 |
WKB类型 | 4字节 | 01000000 |
X坐标 | 8字节 | 000000000000F03F |
Y坐标 | 8字节 | 000000000000F0BF |
读POINT
// 模拟 POINT(1 -1)
String pointstr = "000000000101000000000000000000F03F000000000000F0BF";
byte[] bytes = HexUtil.decodeHex(pointstr);
// 开始
ByteBuffer wrap = ByteBuffer.wrap(bytes)
.order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN);// 小端点排序(Java默认是大端点排序,这里要改下)
int SRID = wrap.getInt();
byte endian = wrap.get();
int wkbType = wrap.getInt();
double x = wrap.getDouble();
double y = wrap.getDouble();
System.out.println("SRID: " + SRID);
System.out.println("endian: " + endian);
System.out.println("wkbType: " + wkbType);
System.out.println("x: " + x);
System.out.println("y: " + y);
...
SRID: 0
endian: 1
wkbType: 1
x: 1.0
y: -1.0
写POINT
// 开始
ByteBuffer wrap = ByteBuffer.allocate(25)
.order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN);// 小端点排序(Java默认是大端点排序,这里要改下)
wrap.putInt(0);// SRID: 0
wrap.put((byte) 1);// endian: 1
wrap.putInt(1);// wkbType: 1
wrap.putDouble(1);// x: 1.0
wrap.putDouble(-1);// y: -1.0
byte[] array = wrap.array();
String encodeHexStr = HexUtil.encodeHexStr(array, false);
System.out.println(encodeHexStr);
...
000000000101000000000000000000F03F000000000000F0BF
参考:
- https://www.jianshu.com/p/ebc52832dca0
- https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/gis-data-formats.html