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ByteBuf的结构

常见API

read

write

get、set

mark、reset

ByteBuf的分类

继承体系图

AbstractByteBuf

Pooled与Unpooled

Unsafe与非Unsafe

Heap与Direct

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ByteBuf是Netty底层直接与数据打交道的一层抽象。ByteBuf作为数据流的载体，提供了一些列简单易用的API来操作底层数据流。

ByteBuf的结构

discardable bytes：0 <= readerIndex（无效部分）

readable bytes：readerIndex <= writerIndex（可读部分）

writable bytes：writerIndex <= capacity（可写部分或空闲部分）

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常见API

read

常见的read相关API有readByte、readBytes、readInt、readLong、readChar等，读取的过程是从readerIndex开始向前读取类型对应的字节长度，读取完成后readerIndex也会向前移动相应的长度。

write

常见的write相关API有writeByte、writeBytes、writeInt、writeLong、writeChar等，写的过程与读过程相似，从writerIndex开始向前写入数据，对应的writerIndex也会移动到写完的位置。

get、set

与read、write相对应的还有get、set相关的API，这两种API在读数据或写数据时，都需要提供index参数，并且不会移动readerIndex或writerIndex。

mark、reset

我们知道read与write相关的API在执行完成后会移动index指针，而通过mark和reset可以实现index位置还原，例如markReaderIndex与resetReaderIndex可以还原readerIndex，markWriterIndex与resetWriterIndex可以还原writerIndex。

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ByteBuf的分类

继承体系图

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AbstractByteBuf

AbstractByteBuf是ByteBuf的骨架实现，里面定义了各种通用变量与API实现，而以下划线开头的抽象类则交给具体子类实现。

public abstract class AbstractByteBuf extends ByteBuf {
    ......
    // 保存各种指针的值
    int readerIndex;
    int writerIndex;
    private int markedReaderIndex;
    private int markedWriterIndex;
    private int maxCapacity;

    // 各种API的实现
    @Override
    public byte readByte() {
        checkReadableBytes0(1);
        int i = readerIndex;
        // 下划线开头的方法都是抽象方法，由具体子类实现
        byte b = _getByte(i);
        // 位置指针移动
        readerIndex = i + 1;
        return b;
    }

    @Override
    public byte getByte(int index) {
        checkIndex(index);
        return _getByte(index);
    }

    protected abstract byte _getByte(int index);

    @Override
    public ByteBuf writeByte(int value) {
        ensureAccessible();
        ensureWritable0(1);
        _setByte(writerIndex++, value);
        return this;
    }

    @Override
    public ByteBuf setByte(int index, int value) {
        checkIndex(index);
        _setByte(index, value);
        return this;
    }

    protected abstract void _setByte(int index, int value);
    ......
}

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Pooled与Unpooled

Pooled（池化）方式每次分配内存时都会从系统预先分配好的一段内存中来取。

Unpooled（非池化）方式每次分配内存时都会调用系统API向操作系统申请内存创建ByteBuf。

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Unsafe与非Unsafe

Unsafe会先计算数据的内存地址+偏移量，通过unsafe对象的native API来操作数据。

非Unsafe不依赖JDK的unsafe对象，它是通过数组+下标方式来获取数据，或者是通过JDK 底层的ByteBuffer API进行读写，一般而言unsafe方式效率更高一些。

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Heap与Direct

Heap代表堆上内存分配，会被GC管理。

Direct代表堆外内存分配，调用JDK底层API进行分配系统内存，效率更高，但不受GC控制，需要手动释放内存。