主頁 > 後端開發 > Java I/O(3):NIO中的Buffer

Java I/O(3):NIO中的Buffer

2022-10-21 07:27:32 後端開發

您好,我是湘王,這是我的博客園,歡迎您來,歡迎您再來~

 

之前在呼叫Channel的代碼中,使用了一個名叫ByteBuffer類,它是Buffer的子類,這個叫Buffer的類是專門用來解決高速設備與低速設備之間速度不匹配的問題的,也可以減少資料庫的讀寫次數,

它又分為輸入緩沖區和輸出緩沖區,

很多初學者不明白「緩沖」和「快取」的區別,我嘗試著用大白話解釋下:

1、緩沖區需要定期進行重繪、清空、重置等操作,這些操作快取可能并不需要,比如做飯時,砧板就是緩沖,冰箱就是快取,因為從菜冰箱取出來到下鍋,需要不停地切、拍、剁,每次都要清空了才能做下一道菜,而冰箱是不用定期清空、重置的(除非停電,東西都壞了);

 

 

2、緩沖區核心作用是解耦設備間的速度制約,成為設備間的「緩沖」,而快取則是用來加快讀取的速度,減少重新計算或者重新從資料庫獲取的次數,相比于每做一道菜,都從菜場去買,顯然放在冰箱要快得多;而相比于每次做菜都從冰箱拿,當然從砧板上順手拿要更快一些,也就是:「菜場買菜速度(磁盤 < 冰箱拿菜速度(快取 < 砧板拿菜速度(緩沖區)」,就是這么個關系;

3、緩沖區側重于速度,側重于寫,而快取側重次數,側重于讀,就像砧板側重于切菜,而冰箱側重于存放;

4、現在的快取一般都很大,甚至可以達到TB級別1TB=1024GB),緩沖是不可能這么大的(當然你也可以把砧板搞成冰箱那么大,反正我還沒見過這種-_-!),

 

以后再見到緩沖、快取的時候,就可以拿家里的砧板和冰箱做對比,

 

NIO中有八種型別的緩沖區:ByteBuffer、CharBuffer、DoubleBuffer、FloatBuffer、IntBuffer、LongBuffer, ShortBuffer和MappedByteBuffer,前七種分別對應基本資料型別,MappedByteBuffer專門用于記憶體映射,

 

 

 

緩沖Buffer區實際上也是一個容器,一個由連續陣列/集合組成的容器,Channel提供從檔案、網路讀取資料的渠道,但是讀寫的資料都必須經過Buffer,

Buffer中寫入資料的程序是:

1、Channel寫入資料到Buffer:channel.read(buf)

2、呼叫Buffer的put()方法:buf.put(Object)

Buffer中讀取資料的程序是:

1、Buffer讀取資料到Channel:channel.write(buf)

2、呼叫Buffer的get()方法:buf.get()

讀寫程序大概就是這樣的:

 

 

 

還是昨天那句話:如果你在大廠是自研類RPC系統或類MQ中間件的,那這個一定要精通;否則理解就好,不必死磕,Buffer看到這里其實已經足夠了,至于說:Buffer的屬性、使用Buffer的步驟、JVM怎么在記憶體創建緩沖區等等,這些應該都是面霸必修課,但開發中極少用到,

還是用代碼來說,

Buffer的常用方法:

// 分配JVM間接緩沖區
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(32);
System.out.println("buffer初始狀態: " + buffer);
// 將position設回8
buffer.position(8);
System.out.println("buffer設定后狀態: " + buffer);

System.out.println("測驗reset ======================>>>");
// clear()方法,position將被設回0,limit被設定成capacity的值
buffer.clear();
System.out.println("buffer clear后狀態: " + buffer);
// 設定這個緩沖區的位置
buffer.position(5);
// 將此緩沖區的標記設定5
// 如果沒有buffer.mark();這句話會報錯
buffer.mark();
buffer.position(10);
System.out.println("reset前狀態: " + buffer);
// 將此緩沖區的位置重置為先前標記的位置(buffer.position(5))
buffer.reset();
System.out.println("reset后狀態: " + buffer);

System.out.println("測驗get ======================>>>");
buffer = ByteBuffer.allocate(32);
buffer.put((byte) 'x').put((byte) 'i').put((byte) 'a').put((byte) 'n').put((byte) 'g');
System.out.println("flip前狀態: " + buffer);
// 轉換為讀模式
buffer.flip();
System.out.println("get前狀態: " + buffer);
System.out.println((char) buffer.get());
System.out.println("get后狀態: " + buffer);

System.out.println("測驗put ======================>>>");
ByteBuffer pb = ByteBuffer.allocate(32);
System.out.println("put前狀態: " + pb +
        ", put前資料: " + new String(pb.array()));
System.out.println("put后狀態: " + pb.put((byte) 'w') +
        ", put后資料: " + new String(pb.array()));
System.out.println(pb.put(3, (byte) '3'));
// put(3, (byte) '3')并不改變position的位置,但put((byte) '3')會
System.out.println("put(3, '3')后狀態: " + pb + ", 資料: " + new String(pb.array()));
// 這里的buffer是 xiang[pos=1 lim=5 cap=32]
System.out.println("buffer疊加前狀態: " + buffer +
        ", buffer疊加前資料: " + new String(buffer.array()));
// buffer.put(pb);會拋例外BufferOverflowException
pb.put(buffer);
// 疊加后資料是wiang,因為buffer的position=1
System.out.println("put(buffer)后bb狀態: " + pb + ", buffer疊加后資料: " + new String(pb.array()));

// 重新讀取buffer中所有資料
System.out.println("測驗rewind ======================>>>");
buffer.clear();
buffer.position(10);
System.out.println("buffer當前狀態: " + buffer);
// 回傳此緩沖區的限制
buffer.limit(15);
System.out.println("limit后狀態: " + buffer);
// 把position設為0,mark設為-1,不改變limit的值
buffer.rewind();
System.out.println("rewind后狀態: " + buffer);

// 將所有未讀的資料拷貝到Buffer起始處,然后將position設到最后一個未讀元素正后面
System.out.println("測驗compact ======================>>>");
buffer.clear();
buffer.put("abcd".getBytes());
System.out.println("compact前狀態: " + buffer);
System.out.println(new String(buffer.array()));
// limit=position;position=0;mark=-1; 翻轉,也就是讓flip之后的position到limit這塊區域變成之前的0到position這塊
// 翻轉就是將一個處于存資料狀態的緩沖區變為一個處于準備取資料的狀態,或者相反
buffer.flip();
System.out.println("flip后狀態: " + buffer);
// get()方法:相對讀,從position位置讀取一個byte,并將position+1,為下次讀寫作準備
System.out.println((char) buffer.get());
System.out.println((char) buffer.get());
System.out.println((char) buffer.get());
System.out.println("三次呼叫get后: " + buffer);
System.out.println(new String(buffer.array()));
// 把從position到limit中的內容移到0到limit-position的區域內
// position和limit的取值也分別變成limit-position、capacity
// 如果先將positon設定到limit,再compact,那么相當于clear()
buffer.compact();
System.out.println("compact后狀態: " + buffer);
System.out.println(new String(buffer.array()));

 

Java一般用BufferedInputStream、BufferedReader等帶緩沖的I/O類來處理大檔案,但如果檔案超大的話,比如達到GB,甚至TB級別,更快的方式是采用NIO中引入的檔案記憶體映射方案:MappedByteBuffer,

你只需要MappedByteBuffer讀寫性能極高,最主要的原因就是因為它實作了對異步操作的支持,就可以了!

可以用大檔案來試一下:

// ByteBuffer讀取大檔案
public static void useFileChannel() {
    try{
        FileInputStream fis = new FileInputStream("你電腦上已經存在的檔案路徑,例如C:\\file1");
        FileChannel channel = fis.getChannel();
        long start = System.currentTimeMillis();
        ByteBuffer buff = ByteBuffer.allocate((int) channel.size());
        buff.clear();
        channel.read(buff);
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(end - start);
        fis.close();
        channel.close();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

// MappedByteBuffer讀取大檔案
public static void useMappedByteBuffer() {
    try{
        FileInputStream fis = new FileInputStream("你電腦上已經存在的檔案路徑,例如C:\\file1");
        FileChannel channel = fis.getChannel();
        long start = System.currentTimeMillis();
        MappedByteBuffer mbb = channel.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, channel.size());
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(end - start);
        fis.close();
        channel.close();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

public static void main(String[] args) {
    useFileChannel();
    useMappedByteBuffer();
}

 

最后把這兩個方法放到main()里面試試看效果,

 

NIO中的Buffer說這么多已經足夠了,用代碼去感受會更直接,

 


 

 

感謝您的大駕光臨!咨詢技術、產品、運營和管理相關問題,請關注后留言,歡迎騷擾,不勝榮幸~

 

轉載請註明出處,本文鏈接:https://www.uj5u.com/houduan/518695.html

標籤:Java

上一篇:Spring Boot 日志配置詳解,還有誰不會?!

下一篇:音視頻進階教程-實作直播間的自定義視頻渲染

標籤雲
其他(157675) Python(38076) JavaScript(25376) Java(17977) C(15215) 區塊鏈(8255) C#(7972) AI(7469) 爪哇(7425) MySQL(7132) html(6777) 基礎類(6313) sql(6102) 熊猫(6058) PHP(5869) 数组(5741) R(5409) Linux(5327) 反应(5209) 腳本語言(PerlPython)(5129) 非技術區(4971) Android(4554) 数据框(4311) css(4259) 节点.js(4032) C語言(3288) json(3245) 列表(3129) 扑(3119) C++語言(3117) 安卓(2998) 打字稿(2995) VBA(2789) Java相關(2746) 疑難問題(2699) 细绳(2522) 單片機工控(2479) iOS(2429) ASP.NET(2402) MongoDB(2323) 麻木的(2285) 正则表达式(2254) 字典(2211) 循环(2198) 迅速(2185) 擅长(2169) 镖(2155) 功能(1967) .NET技术(1958) Web開發(1951) python-3.x(1918) HtmlCss(1915) 弹簧靴(1913) C++(1909) xml(1889) PostgreSQL(1872) .NETCore(1853) 谷歌表格(1846) Unity3D(1843) for循环(1842)

熱門瀏覽
  • 【C++】Microsoft C++、C 和匯編程式檔案

    ......

    uj5u.com 2020-09-10 00:57:23 more
  • 例外宣告

    相比于斷言適用于排除邏輯上不可能存在的狀態,例外通常是用于邏輯上可能發生的錯誤。 例外宣告 Item 1:當函式不可能拋出例外或不能接受拋出例外時,使用noexcept 理由 如果不打算拋出例外的話,程式就會認為無法處理這種錯誤,并且應當盡早終止,如此可以有效地阻止例外的傳播與擴散。 示例 //不可 ......

    uj5u.com 2020-09-10 00:57:27 more
  • Codeforces 1400E Clear the Multiset(貪心 + 分治)

    鏈接:https://codeforces.com/problemset/problem/1400/E 來源:Codeforces 思路:給你一個陣列,現在你可以進行兩種操作,操作1:將一段沒有 0 的區間進行減一的操作,操作2:將 i 位置上的元素歸零。最終問:將這個陣列的全部元素歸零后操作的最少 ......

    uj5u.com 2020-09-10 00:57:30 more
  • UVA11610 【Reverse Prime】

    本人看到此題沒有翻譯,就附帶了一個自己的翻譯版本 思考 這一題,它的第一個要求是找出所有 $7$ 位反向質數及其質因數的個數。 我們應該需要質數篩篩選1~$10^{7}$的所有數,這里就不慢慢介紹了。但是,重讀題,我們突然發現反向質數都是 $7$ 位,而將它反過來后的數字卻是 $6$ 位數,這就說明 ......

    uj5u.com 2020-09-10 00:57:36 more
  • 統計區間素數數量

    1 #pragma GCC optimize(2) 2 #include <bits/stdc++.h> 3 using namespace std; 4 bool isprime[1000000010]; 5 vector<int> prime; 6 inline int getlist(int ......

    uj5u.com 2020-09-10 00:57:47 more
  • C/C++編程筆記:C++中的 const 變數詳解,教你正確認識const用法

    1、C中的const 1、區域const變數存放在堆疊區中,會分配記憶體(也就是說可以通過地址間接修改變數的值)。測驗代碼如下: 運行結果: 2、全域const變數存放在只讀資料段(不能通過地址修改,會發生寫入錯誤), 默認為外部聯編,可以給其他源檔案使用(需要用extern關鍵字修飾) 運行結果: ......

    uj5u.com 2020-09-10 00:58:04 more
  • 【C++犯錯記錄】VS2019 MFC添加資源不懂如何修改資源宏ID

    1. 首先在資源視圖中,添加資源 2. 點擊新添加的資源,復制自動生成的ID 3. 在解決方案資源管理器中找到Resource.h檔案,編輯,使用整個專案搜索和替換的方式快速替換 宏宣告 4. Ctrl+Shift+F 全域搜索,點擊查找全部,然后逐個替換 5. 為什么使用搜索替換而不使用屬性視窗直 ......

    uj5u.com 2020-09-10 00:59:11 more
  • 【C++犯錯記錄】VS2019 MFC不懂的批量添加資源

    1. 打開資源頭檔案Resource.h,在其中預先定義好宏 ID(不清楚其實ID值應該設定多少,可以先新建一個相同的資源項,再在這個資源的ID值的基礎上遞增即可) 2. 在資源視圖中選中專案資源,按F7編輯資源檔案,按 ID 型別 相對路徑的形式添加 資源。(別忘了先把檔案拷貝到專案中的res檔案 ......

    uj5u.com 2020-09-10 01:00:19 more
  • C/C++編程筆記:關于C++的參考型別,專供新手入門使用

    今天要講的是C++中我最喜歡的一個用法——參考,也叫別名。 參考就是給一個變數名取一個變數名,方便我們間接地使用這個變數。我們可以給一個變數創建N個參考,這N + 1個變數共享了同一塊記憶體區域。(參考型別的變數會占用記憶體空間,占用的記憶體空間的大小和指標型別的大小是相同的。雖然參考是一個物件的別名,但 ......

    uj5u.com 2020-09-10 01:00:22 more
  • 【C/C++編程筆記】從頭開始學習C ++:初學者完整指南

    眾所周知,C ++的學習曲線陡峭,但是花時間學習這種語言將為您的職業帶來奇跡,并使您與其他開發人員區分開。您會更輕松地學習新語言,形成真正的解決問題的技能,并在編程的基礎上打下堅實的基礎。 C ++將幫助您養成良好的編程習慣(即清晰一致的編碼風格,在撰寫代碼時注釋代碼,并限制類內部的可見性),并且由 ......

    uj5u.com 2020-09-10 01:00:41 more
最新发布
  • Rust中的智能指標:Box<T> Rc<T> Arc<T> Cell<T> RefCell<T> Weak

    Rust中的智能指標是什么 智能指標(smart pointers)是一類資料結構,是擁有資料所有權和額外功能的指標。是指標的進一步發展 指標(pointer)是一個包含記憶體地址的變數的通用概念。這個地址參考,或 ” 指向”(points at)一些其 他資料 。參考以 & 符號為標志并借用了他們所 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:24:10 more
  • Java的值傳遞和參考傳遞

    值傳遞不會改變本身,參考傳遞(如果傳遞的值需要實體化到堆里)如果發生修改了會改變本身。 1.基本資料型別都是值傳遞 package com.example.basic; public class Test { public static void main(String[] args) { int ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:24:04 more
  • [2]SpinalHDL教程——Scala簡單入門

    第一個 Scala 程式 shell里面輸入 $ scala scala> 1 + 1 res0: Int = 2 scala> println("Hello World!") Hello World! 檔案形式 object HelloWorld { /* 這是我的第一個 Scala 程式 * 以 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:23:58 more
  • 理解函式指標和回呼函式

    理解 函式指標 指向函式的指標。比如: 理解函式指標的偽代碼 void (*p)(int type, char *data); // 定義一個函式指標p void func(int type, char *data); // 宣告一個函式func p = func; // 將指標p指向函式func ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:23:52 more
  • Django筆記二十五之資料庫函式之日期函式

    本文首發于公眾號:Hunter后端 原文鏈接:Django筆記二十五之資料庫函式之日期函式 日期函式主要介紹兩個大類,Extract() 和 Trunc() Extract() 函式作用是提取日期,比如我們可以提取一個日期欄位的年份,月份,日等資料 Trunc() 的作用則是截取,比如 2022-0 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:23:45 more
  • 一天吃透JVM面試八股文

    什么是JVM? JVM,全稱Java Virtual Machine(Java虛擬機),是通過在實際的計算機上仿真模擬各種計算機功能來實作的。由一套位元組碼指令集、一組暫存器、一個堆疊、一個垃圾回收堆和一個存盤方法域等組成。JVM屏蔽了與作業系統平臺相關的資訊,使得Java程式只需要生成在Java虛擬機 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:23:31 more
  • 使用Java接入小程式訂閱訊息!

    更新完微信服務號的模板訊息之后,我又趕緊把微信小程式的訂閱訊息給實作了!之前我一直以為微信小程式也是要企業才能申請,沒想到小程式個人就能申請。 訊息推送平臺🔥推送下發【郵件】【短信】【微信服務號】【微信小程式】【企業微信】【釘釘】等訊息型別。 https://gitee.com/zhongfuch ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:22:59 more
  • java -- 緩沖流、轉換流、序列化流

    緩沖流 緩沖流, 也叫高效流, 按照資料型別分類: 位元組緩沖流:BufferedInputStream,BufferedOutputStream 字符緩沖流:BufferedReader,BufferedWriter 緩沖流的基本原理,是在創建流物件時,會創建一個內置的默認大小的緩沖區陣列,通過緩沖 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:22:49 more
  • Java-SpringBoot-Range請求頭設定實作視頻分段傳輸

    老實說,人太懶了,現在基本都不喜歡寫筆記了,但是網上有關Range請求頭的文章都太水了 下面是抄的一段StackOverflow的代碼...自己大修改過的,寫的注釋挺全的,應該直接看得懂,就不解釋了 寫的不好...只是希望能給視頻網站開發的新手一點點幫助吧. 業務場景:視頻分段傳輸、視頻多段傳輸(理 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:22:42 more
  • Windows 10開發教程_編程入門自學教程_菜鳥教程-免費教程分享

    教程簡介 Windows 10開發入門教程 - 從簡單的步驟了解Windows 10開發,從基本到高級概念,包括簡介,UWP,第一個應用程式,商店,XAML控制元件,資料系結,XAML性能,自適應設計,自適應UI,自適應代碼,檔案管理,SQLite資料庫,應用程式到應用程式通信,應用程式本地化,應用程式 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:22:35 more