netty bytebuf初探

ByteBuffer是Java NIO库中提供的基本类. 对于NIO编程是必不可少的类. 但是, 如果使用ByteBuffer不得不面对以下缺点:

空间定长, ByteBuffer通过静态方法ByteBuffer.allocate()或ByteBuffer.allocateDirect()创建, Buffer的尺寸是调用这两个方法的时候就确定了的.
ByteBuffer只有一个指针. 如果用一个ByteBuffer存储数据, 再传给另一个方法读取, 那么你需要将ByteBuffer的指针调整到要读的数据的起始位置再读. 在这一点上通常容易引起混乱. 加大了编码的复杂度.

Netty的初衷是为Java NIO编程而提供的便捷的解决方案. 但它自然还是要在基础API上进行构建, 这自然还是要使用到ByteBuffer. 在如何使用ByteBuffer这一点上还是有些不错的设计和技巧的.

ByteBuffer示例

ByteBuffer allocate = ByteBuffer.allcate(4);
allocate.putInt(4);
allcate.flip();
allocate.getInt();

这里可以看到ByteBuffer的单指针的问题, 如果忘记进行flip, 那后面读取整数就会引发越界了. 在边读边写的情况下, 来回调整指针又容易引发一些奇怪的问题.

##ByteBuf API
ByteBuf针对以上一些问题和Netty自身需求, 对ByteBuffer进行了许多改进.

支持基本数据类型
同ByteBuffer一样, 实现了基本数据类型的读取, 同时还能支持了读取unsigned数据类型.
读写操作
read/write系列方法
ByteBuffer采用双指针的方式, 简化了读取. 同readIndex指向读取的起点, writeIndex指向写操作的起点. readIndex不会超过writeIndex. readIndex之前的部分会被变成discard的, 可以用discardReadBytes方法释放这部分空间. 类似于ByteBuffer的compact操作. 这样, ByteBuf的读写操作就不会互相影响了. 极大地简化了使用.

扩展
通常ByteBuffer的动态扩展是在写入前检查剩余空间, 如果不够, 则重新申请空间, 并复制原内容到新的Buffer, 再进行写入.
ByteBuf的write方法提供了容量检查和扩展, 无需担心溢出问题.
注:扩展操作的具体实现是AbstractByteBuf.ensureWritable0(int).

// AbstractByteBuf

public ByteBuf (byte[] src, int srcIndex, int length) {
   ensureAccessible();
   ensureWritable(length);
   setBytes(writerIndex, src, srcIndex, length);
   writerIndex += length;
   return this;
}

discard操作
ByteBufzhdiscard空间应该尽量利用, 但是不应该经常使用discardReadBytes()方法, 因为discardReadBytes会发生内存复制.
clear操作
不会清空数据, 只是将操作索引进行初始化.
mark&reset
- markReaderIndex: 记录当前读位置
- resetReadIndex: 回到记录的读位置
- markWriteIndex: 记录当前的写位置
- resteWriteIndex: 回到记录的写位置
搜索
- indexOf(Int, Int, Byte)
- bytesBefore(Byte)
- bytesBefore(Int, Byte)
  bytesBefore(Int, Int ,Byte)
遍历
通过forEach系列函数对ByteBuf内容进行遍历.
ByteBufProcessor定义了一些常用的操作
- _ByteBufProcessor.FIND_NUL_ (0x00)
- _ByteBufProcessor.FIND_CR_ (‘r’)
- _ByteBufProcessor.FIND_LF_ (‘n’)
- _ByteBufProcessor.FIND_CRLF_ (‘rn’)
- _ByteBufProcessor.FIND_WHITESPACE_ (‘r’)
复制
共享内存:
- duplicate() 复制对象, 不复制索引
- slice() 当前可用数据部分 (ReadIndex, WriteIndex)
- slice(Int, Int) 指定的内存段
  
  不共享内存
- copy() 复制数据
- copy(Int, Index) 复制指定区域数据
转换为原生Buffer
nioBuffer系列方法.
指定位置读写
get/set系列方法, 同样会对读写合法性进行检验. 由继承类实现.