目录

1、ByteBuffer介绍

2、ByteBuffer缺点

3、ByteBuf介绍

4、ByteBuf常用API

5、ByteBuf转换成标准的ByteBuffer

6、ByteBuf源码分析

7、最简单的将接收到的消息打印出来

---

---

Netty 里面数据读写是以 ByteBuf 为单位进行交互的，ByteBuf是Byte数组的缓冲区，像java里的ByteBuffer

1、ByteBuffer介绍

ByteBuffer只有一个指针position，读写的时候需要手动调用flip()和rewind()等，否则可能导致程序读写错误。

flip是把limit设为当前position，把position设为0，这样就可以从buffer开头，对该buffer进行读取了。一般在从Buffer读出数据前调用。

clear是把position设为0，把limit设为capacity，一般在把数据写入Buffer前调用。

rewind是把position设为0，limit不变，一般在把数据重写入Buffer前调用。

典型用法如下：

public class ByteBufferTest {
    public static void main(String[] args) {
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(88);
        String value = "ByteBuffer学习";
        buffer.put(value.getBytes());
        System.out.println("position = " + buffer.position());
        System.out.println("limit = " + buffer.limit());
        System.out.println("remaining = " + buffer.remaining());
        buffer.flip();
        System.out.println("position = " + buffer.position());
        System.out.println("limit = " + buffer.limit());
        System.out.println("remaining = " + buffer.remaining());
        byte[] dst = new byte[buffer.remaining()];
        buffer.get(dst);
        System.out.println(new String(dst));
    }
}

输出：

position = 16
limit = 88
remaining = 72
position = 0
limit = 16
remaining = 16
ByteBuffer学习

可以看出调用flip操作前后的对比：

2、ByteBuffer缺点

1. 长度固定，一旦分配完成，容量不能动态扩展收缩，当需要编码的对象大于ByteBuffer的容量时，就会发生索引越界异常
2. 只有一个标识位置的指针position，读写的时候需要手动调用flip和rewind等
3. api功能有限，不支持高级特性

3、ByteBuf介绍

ByteBuf有两个指针，读指针（readerIndex）、写指针（writerIndex），然后还有一个变量 capacity，表示 ByteBuf 底层内存的总容量。同时还有个maxCapacity，当bytebuf的capcity不足时的最大扩容容量。

刚开始readerIndex和writerIndex的位置都是0，随着数据的读取，readerIndex会增加，但是不会超过writerIndex，ByteBuf 里面总共有 writerIndex-readerIndex 个字节可读，由此可以推论出当 readerIndex 与 writerIndex 相等的时候，ByteBuf 不可读。

在读取之后，0~readerIndex之间的数据就是discard已丢弃的，调用discardReadBytes可以释放这部分空间。

写数据是从 writerIndex 指向的部分开始写，每写一个字节，writerIndex 自增1，直到增到 capacity，这个时候，表示 ByteBuf 已经不可写了，ByteBuf 里面其实还有一个参数 maxCapacity，当向 ByteBuf 写数据的时候，如果容量不足，那么这个时候可以进行扩容，直到 capacity 扩容到 maxCapacity，超过 maxCapacity 就会报错

两个指针把bytebuf分成了三部分，

• 第一个部分是已经丢弃的字节，这部分数据是无效的；
• 第二部分是可读字节，这部分数据是 ByteBuf 的主体数据， 从 ByteBuf 里面读取的数据都来自这一部分;
• 最后一部分的数据是可写字节，所有写到 ByteBuf 的数据都会写到这一段。最后一部分虚线表示的是该 ByteBuf 最多还能扩容多少容量

初始分配的bytebuf如①

写入N个字节后如②

读取M（< N）个字节后如③

调用discardReadBytes后如④

调用clear后恢复如①

4、ByteBuf常用API

 

• readableBytes() 与 isReadable()

readableBytes() 表示 ByteBuf 当前可读的字节数，它的值等于 writerIndex-readerIndex，如果两者相等，则不可读，isReadable() 方法返回 false

• writableBytes()、 isWritable() 与 maxWritableBytes()

writableBytes() 表示 ByteBuf 当前可写的字节数，它的值等于 capacity-writerIndex，如果两者相等，则表示不可写，isWritable() 返回 false，但是这个时候，并不代表不能往 ByteBuf 中写数据了， 如果发现往 ByteBuf 中写数据写不进去的话，Netty 会自动扩容 ByteBuf，直到扩容到底层的内存大小为 maxCapacity，而 maxWritableBytes() 就表示可写的最大字节数，它的值等于 maxCapacity-writerIndex

• writeBytes(byte[] src) 与 buffer.readBytes(byte[] dst)

writeBytes() 表示把字节数组 src 里面的数据全部写到 ByteBuf，而 readBytes() 指的是把 ByteBuf 里面的数据全部读取到 dst

• writeByte(byte b) 与 buffer.readByte()

writeByte() 表示往 ByteBuf 中写一个字节，而 buffer.readByte() 表示从 ByteBuf 中读取一个字节

• slice和duplicate

slice() 方法从原始 ByteBuf 中截取一段，这段数据是从 readerIndex 到 writeIndex，同时，返回的新的 ByteBuf 的最大容量 maxCapacity 为原始 ByteBuf 的 readableBytes()；duplicate() 方法把整个 ByteBuf 都截取出来，包括所有的数据，指针信息

slice() 方法与 duplicate() 方法的相同点是：底层内存以及引用计数与原始的 ByteBuf 共享，也就是说经过 slice() 或者 duplicate() 返回的 ByteBuf 调用 write 系列方法都会影响到 原始的 ByteBuf，但是它们都维持着与原始 ByteBuf 相同的内存引用计数和不同的读写指针.

 

5、ByteBuf转换成标准的ByteBuffer

由于通过NIO的SocketChannel进行网络读写时，操作的对象是jdk标准的ByteBuffer，所以看下ByteBuf如何转换成ByteBuffer

（1）nioBuffer():将当前的ByteBuf可读的缓冲区转换成ByteBuffer，对ByteBuffer的读写操作不会影响原ByteBuf的读写索引。

（2)  nioBuffer(int index, int length):将当前的ByteBuf从index开始长度为length的缓冲区转换成ByteBuffer，对ByteBuffer的读写操作不会影响原ByteBuf的读写索引。

6、ByteBuf源码分析

堆内存字节缓冲区（HeapByteBuf）：UnPoolHeapByteBuf、PooledHeapByteBuf
它的特点是内存的分配和回收都在堆，所以速度很快；缺点就是进行Socket的IO读写，需要把堆内存对应的缓冲区复制到内核Channel中，这内存复制会影响性能
直接内存缓冲区（DirectByteBuf）：UnPoolDirectByteBuf、UnPoolUnsafeDirectByteBuf、PoolDirectByteBuf、PoolUnsafeDirectByteBuf它的特点是由于内存的分配在非堆（方法区），不需要内存复制，所以IO读取的速度较快，但是内存的分配较慢

当使用DirectByteBuf可以实现零拷贝
总结：
根据两种内存的特点，我们可以知道，IO读写时最好使用DirectByteBuf，而在后端业务消息的解编码最好使用HeapByteBuf

7、最简单的将接收到的消息打印出来

@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg){
        //没用指定decoder和encoder，就用byteBuf来解析
        ByteBuf in = (ByteBuf) msg;
        try {
            while (in.isReadable()) {
                System.out.print((char) in.readByte());
            }
        } finally {
            ((ByteBuf) msg).release();
        }
    }