ByteBuf 的特点

  • 支持自动扩容（4M），保证 put 方法不会抛出异常、通过内置的复合缓冲类型，实现
  • 零拷贝（zero-copy）；
  • 不需要调用 flip()来切换读/写模式，读取和写入索引分开；
  • 引用计数基于原子变量 AtomicIntegerFieldUpdater 用于内存回收；
  • PooledByteBuf 采用二叉树来实现一个内存池，集中管理内存的分配和释放，不用每次
  • 使用都新建一个缓冲区对象。UnpooledHeapByteBuf 每次都会新建一个缓冲区对象。

网络数据的基本单位总是字节。Java NIO 提供了ByteBuffer 作为它的字节容器，但是这个类使用起来过于复杂，而且也有些繁琐。 Netty 的ByteBuffer 替代品是ByteBuf，一个强大的实现，既解决了JDK API 的局限性，又为网络应用程序的开发者提供了更好的API。 :::tips 在netty 的ByteBuf中，不需要使用flip 进行反转 ::: image.png
ByteBuf 维护了两个不同的索引，名称以read 或者write 开头的ByteBuf 方法，将会推进其对应的索引，而名称以set 或者get 开头的操作则不会 。
如果打算读取字节直到 readerIndex 达到和 writerIndex 同样的值时会发生什么。在那时，你将会到达“可以读取的”数据的末尾。就如同试图读取超出数组末尾的数据一样，试图读取超出该点的数据将会触发一个 IndexOutOfBoundsException。 可以指定 ByteBuf 的最大容量。试图移动写索引（即 writerIndex）超过这个值将会触发一个异常。（默认的限制是 Integer.MAX_VALUE。）
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  • get()和 set()操作，从给定的索引开始，并且保持索引不变
  • read()和 write()操作，从给定的索引开始，并且会根据已经访问过的字节数对索引 进行调整。
  • isReadable() 如果至少有一个字节可供读取，则返回 true
  • isWritable() 如果至少有一个字节可被写入，则返回 true
  • readableBytes() 返回可被读取的字节数
  • writableBytes() 返回可被写入的字节数
  • capacity() 返回 ByteBuf 可容纳的字节数。在此之后，它会尝试再次扩展直到达到
  • maxCapacity() 返回 ByteBuf 可以容纳的最大字节数
  • hasArray() 如果 ByteBuf 由一个字节数组支撑，则返回 true

  • array() 如果 ByteBuf 由一个字节数组支撑则返回该数组；否则，它将抛出一个 UnsupportedOperationException 异常

    ByteBuf API 的优点

  • 它可以被用户自定义的缓冲区类型扩展；

  • 通过内置的复合缓冲区类型实现了透明的零拷贝；
  • 容量可以按需增长（类似于 JDK 的 StringBuilder）；
  • 在读和写这两种模式之间切换不需要调用 ByteBuffer 的 flip()方法；读和写使用了不同的索引；
  • 支持方法的链式调用；
  • 支持引用计数；
  • 支持池化。


索引管理

调用 markReaderIndex()、markWriterIndex()、resetWriterIndex()和 resetReaderIndex()来 标记和重置 ByteBuf 的 readerIndex 和 writerIndex。
也可以通过调用 readerIndex(int)或者 writerIndex(int)来将索引移动到指定位置。试图将 任何一个索引设置到一个无效的位置都将导致一个 IndexOutOfBoundsException。
可以通过调用 clear()方法来将 readerIndex 和 writerIndex 都设置为 0。注意，这并不会 清除内存中的内容。 查找操作在 ByteBuf 中有多种可以用来确定指定值的索引的方法。最简单的是使用 indexOf()方法。 较复杂的查找可以通过调用 forEachByte()。 代码展示了一个查找回车符（\r）的例子。

派生缓冲区

派生缓冲区为 ByteBuf 提供了以专门的方式来呈现其内容的视图。这类视图是通过以下 方法被创建的：

  • duplicate()；
  • slice()；
  • slice(int, int)；
  • Unpooled.unmodifiableBuffer(…)；
  • order(ByteOrder)；
  • readSlice(int)。

每个这些方法都将返回一个新的 ByteBuf 实例，它具有自己的读索引、写索引和标记索引。其内部存储和 JDK 的 ByteBuffer 一样也是共享的。 ByteBuf 复制如果需要一个现有缓冲区的真实副本，请使用 copy()或者 copy(int, int)方 法。不同于派生缓冲区，由这个调用所返回的 ByteBuf 拥有独立的数据副本。

引用计数

引用计数是一种通过在某个对象所持有的资源不再被其他对象引用时释放该对象所持 有的资源来优化内存使用和性能的技术。
Netty 在第 4 版中为 ByteBuf 引入了引用计数技术， interface ReferenceCounted。

  1.  public static void main(String[] args) {
  2.         //创建一个ByteBuf
  3.         //说明
  4.         //1. 创建 对象，该对象包含一个数组arr , 是一个byte[10]
  5.         //2. 在netty 的buffer中，不需要使用flip 进行反转
  6.         //   底层维护了 readerindex 和 writerIndex
  7.         //3. 通过 readerindex 和  writerIndex 和  capacity， 将buffer分成三个区域
  8.         // 0---readerindex 已经读取的区域
  9.         // readerindex---writerIndex ， 可读的区域
  10.         // writerIndex -- capacity, 可写的区域
  11.         ByteBuf buffer = Unpooled.buffer(10);
  13.         for(int i = 0; i < 10; i++) {
  14.             buffer.writeByte(i);
  15.         }
  16.         System.out.println("capacity=" + buffer.capacity());//10
  17.         //输出
  18. //        for(int i = 0; i<buffer.capacity(); i++) {
  19. //            System.out.println(buffer.getByte(i));
  20. //        }
  21.         for(int i = 0; i < buffer.capacity(); i++) {
  22.             System.out.println(buffer.readByte());
  23.         }
  24.         System.out.println("执行完毕");
  25.  ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------       
  26.              //创建ByteBuf
  27.         ByteBuf byteBuf = Unpooled.copiedBuffer("hello,world!", Charset.forName("utf-8"));
  29.         //使用相关的方法
  30.         if(byteBuf.hasArray()) { // true
  32.             byte[] content = byteBuf.array();
  34.             //将 content 转成字符串
  35.             System.out.println(new String(content, Charset.forName("utf-8")));
  37.             System.out.println("byteBuf=" + byteBuf);
  39.             System.out.println(byteBuf.arrayOffset()); // 0
  40.             System.out.println(byteBuf.readerIndex()); // 0
  41.             System.out.println(byteBuf.writerIndex()); // 12
  42.             System.out.println(byteBuf.capacity()); // 36
  44.             //System.out.println(byteBuf.readByte()); //
  45.             System.out.println(byteBuf.getByte(0)); // 104
  47.             int len = byteBuf.readableBytes(); //可读的字节数  12
  48.             System.out.println("len=" + len);
  50.             //使用for取出各个字节
  51.             for(int i = 0; i < len; i++) {
  52.                 System.out.println((char) byteBuf.getByte(i));
  53.             }
  55.             //按照某个范围读取
  56.             System.out.println(byteBuf.getCharSequence(0, 4, Charset.forName("utf-8")));
  57.             System.out.println(byteBuf.getCharSequence(4, 6, Charset.forName("utf-8")));
  60. }
  62. }