merlin 的魔力：merlin 的新 i/o 缓冲区的输入和输出
　　
　　作者:
　　
　　
　　
　　merlin 的魔力：
　　
　　merlin 的新 i/o 缓冲区的输入和输出
　　
　　英文原文
　　
　　内容:
　　
　　缓冲区基础
　　
　　缓冲区类型
　　
　　直接 vs. 间接
　　
　　内存映射文件
　　
　　结束语
　　
　　参考资料
　　
　　关于作者
　　
　　对本文的评价
　　
　　相关内容：
　　
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　　t彻底转变流，第 2 部分：优化 java 内部 i/o
　　
　　merlin的魔力
　　
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　　了解如何操作 j2se 1.4 的新 i/o 包
　　
　　级别：初级
　　
　　john zukowski
　　
　　jaz@zukowski.net
　　
　　总裁，jz ventures 公司
　　
　　2003 年 6 月
　　
　　merlin 的魔力
　　
　　中，常驻 java 编程专家 john zukowski 展示了如何操作那些数据缓冲区来执行如读／写原语这样的任务以及如何使用内存映射文件。在以后的文章里，他将把这里所提到的概念扩展到套接字通道的使用。
　　
　　java 2 平台标准版（java 2 platform standard edition，j2se）1.4 对 java 平台的 i/o 处理能力做了大量更改。它不仅用流到流的链接方式继续支持以前
　　
　　j2se 发行版的基于流的 i/o 操作，而且 merlin 还添加了新的功能 ― 称之为新 i/o
　　
　　类（nio），现在这些类位于
　　
　　java.nio
　　
　　包中。
　　
　　i/o 执行输入和输出操作，将数据从文件或系统控制台等传送至或传送出应用程序。（有关
　　
　　java i/o 的其它信息，请参阅
　　
　　参考资料
　　
　　缓冲区基础
　　
　　抽象的
　　
　　buffer
　　
　　java.nio
　　
　　包支持缓冲区的基础。
　　
　　buffer
　　
　　的工作方式就象内存中用于读写基本数据类型的
　　
　　randomaccessfile
　　
　　randomaccessfile
　　
　　一样，使用
　　
　　buffer
　　
　　，所执行的下一个操作（读／写）在当前某个位置发生。执行这两个操作中的任一个都会改变那个位置，所以在写操作之后进行读操作不会读到刚才所写的内容，而会读到刚才所写内容之后的数据。
　　
　　buffer
　　
　　提供了四个指示方法，用于访问线姓结构（从最高值到最低值）：
　　
　　capacity()
　　
　　：表明缓冲区的大小
　　
　　limit()
　　
　　：告诉您到目前为止已经往缓冲区填了多少字节，或者让您用
　　
　　:limit(int newlimit)
　　
　　来改变这个限制
　　
　　position()
　　
　　：告诉您当前的位置，以执行下一个读／写操作
　　
　　mark()
　　
　　：为了稍后用
　　
　　reset()
　　
　　进行重新设置而记住某个位置
　　
　　缓冲区的基本操作是
　　
　　get()
　　
　　put()
　　
　　；然而，这些方法在子类中都是针对每种数据类型的特定方法。为了说明这一情况，让我们研究一个简单示例，该示例演示了从同一个缓冲区读和写一个字符。在清单
　　
　　1 中，
　　
　　flip()
　　
　　方法交换限制和位置，然后将位置置为 0，并废弃标记，让您读刚才所写的数据：
　　
　　清单 1. 读／写示例
　　
　　
　　
　　import java.nio.*;
　　
　　...
　　
　　charbuffer buff = ...;
　　
　　buff.put('a');
　　
　　buff.flip();
　　
　　char c = buff.get();
　　
　　system.out.println("an a: " + c);
　　
　　
　　
　　现在让我们研究一些具体的
　　
　　buffer
　　
　　子类。
　　
　　缓冲区类型
　　
　　merlin 具有 7 种特定的
　　
　　buffer
　　
　　类型，每种类型对应着一个基本数据类型（不包括
　　
　　boolean）：
　　
　　bytebuffer
　　
　　charbuffer
　　
　　doublebuffer
　　
　　floatbuffer
　　
　　intbuffer
　　
　　longbuffer
　　
　　shortbuffer
　　
　　在本文后面，我将讨论第 8 种类型
　　
　　mappedbytebuffer
　　
　　，它用于内存映射文件。如果您必须使用的类型不是这些基本类型，则可以先从
　　
　　bytebuffer
　　
　　获得字节类型，然后将其转换成
　　
　　object
　　
　　或其它任何类型。
　　
　　正如前面所提到的，每个缓冲区包含
　　
　　get()
　　
　　put()
　　
　　方法，它们可以提供类型安全的版本。通常，需要重载这些
　　
　　get()
　　
　　put()
　　
　　方法。例如，有了
　　
　　charbuffer
　　
　　，可以用
　　
　　get()
　　
　　获得下一个字符，用
　　
　　get(int index)
　　
　　获得某个特定位置的字符，或者用
　　
　　get(char[] destination)
　　
　　获得一串字符。静态方法也可以创建缓冲区，因为不存在构造函数。那么，仍以
　　
　　charbuffer
　　
　　为例，用
　　
　　charbuffer.wrap(astring)
　　
　　可以将
　　
　　string
　　
　　对象转换成
　　
　　charbuffer
　　
　　。为了演示，清单 2 接受第一个命令行参数，将它转换成
　　
　　charbuffer
　　
　　，并显示参数中的每个字符：
　　
　　清单 2. charbuffer 演示
　　
　　
　　
　　import java.nio.*;
　　
　　public class readbuff {
　　
　　public static void main(string args[]) {
　　
　　if (args.length != 0) {
　　
　　charbuffer buff = charbuffer.wrap(args[0]);
　　
　　for (int i=0, n=buff.length(); i
　　
　　
　　
　　请注意，这里我使用了
　　
　　get()
　　
　　，而没有使用
　　
　　get(index)
　　
　　。我这样做的原因是，在每次执行
　　
　　get()
　　
　　操作之后，位置都会移动，所以不需要手工来声明要检索的位置。
　　
　　直接 vs. 间接
　　
　　既然已经了解了典型的缓冲区，那么让我们研究直接缓冲区与间接缓冲区之间的差别。在创建缓冲区时，可以要求创建直接缓冲区，创建直接缓冲区的成本要比创建间接缓冲区高，但这可以使运行时环境直接在该缓冲区上进行较快的本机 i/o 操作。因为创建直接缓冲区所增加的成本，所以直接缓冲区只用于长生存期的缓冲区，而不用于短生存期、一次姓且用完就丢弃的缓冲区。而且，只能在
　　
　　bytebuffer
　　
　　这个级别上创建直接缓冲区，如果希望使用其它类型，则必须将
　　
　　buffer
　　
　　转换成更具体的类型。为了演示，清单
　　
　　3 中代码的行为与清单 2 的行为一样，但清单 3 使用直接缓冲区：
　　
　　清单 3. 列出网络接口
　　
　　
　　
　　import java.nio.*;
　　
　　public class readdirectbuff {
　　
　　public static void main(string args[]) {
　　
　　if (args.length != 0) {
　　
　　string arg = args[0];
　　
　　int size = arg.length();
　　
　　bytebuffer bytebuffer = bytebuffer.allocatedirect(size*2);
　　
　　charbuffer buff = bytebuffer.ascharbuffer();
　　
　　buff.put(arg);
　　
　　buff.rewind();
　　
　　for (int i=0, n=buff.length(); i
　　
　　
　　
　　在上面的代码中，请注意，不能只是将
　　
　　string
　　
　　包装在直接
　　
　　bytebuffer
　　
　　中。必须首先创建一个缓冲区，先填充它，然后将位置倒回起始点，这样才能从头读。还要记住，字符长度是字节长度的两倍，因此示例中会有
　　
　　size*2
　　
　　内存映射文件
　　
　　第 8 种
　　
　　buffer
　　
　　mappedbytebuffer
　　
　　只是一种特殊的
　　
　　bytebuffer
　　
　　mappedbytebuffer
　　
　　将文件所在区域直接映射到内存。通常，该区域包含整个文件，但也可以只映射部分文件。所以，必须指定要映射文件的哪部分。而且，与其它
　　
　　buffer
　　
　　对象一样，这里没有构造函数；必须让
　　
　　java.nio.channels.filechannel
　　
　　map()
　　
　　方法来获取
　　
　　mappedbytebuffer
　　
　　。此外，无需过多涉及通道就可以用
　　
　　getchannel()
　　
　　方法从
　　
　　fileinputstream
　　
　　fileoutputstream
　　
　　filechannel
　　
　　。通过从命令行传入文件名来读取文本文件的内容，清单 4 显示了
　　
　　mappedbytebuffer
　　
　　清