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