ByteBuf

数据容器

• 可以进行扩展
• 容量按需增长
• 读写切换不需要调用flip
• 读写使用不同索引
• 方法链式调用
• 引用计数
• 池化

零拷贝

Netty 零拷贝完全是基于（Java 层面）用户态的，它的更多的是偏向于数据操作优化这样的概念

1. 通过 wrap 操作把字节数组、ByteBuf、ByteBuffer 包装成一个 ByteBuf 对象, 进而避免了拷贝操作
2. 支持 slice 操作, 因此可以将 ByteBuf 分解为多个共享同一个存储区域的 ByteBuf，避免了内存的拷贝
3. CompositeByteBuf 类，它可以将多个 ByteBuf 合并为一个逻辑上的 ByteBuf，避免了各个 ByteBuf 之间的拷贝

使用模式

• 堆缓冲区

ByteBuf将数据存储在JVM的堆空间中

ByteBuf heapBuf = ...;
if (heapBuf.hasArray()) {  ← --  检查ByteBuf 是否有一个支撑数组
　　byte[] array = heapBuf.array();  ← --  如果有，则获取对该数组的引用　
　　int offset = heapBuf.arrayOffset() + heapBuf.readerIndex();  ← --  计算第一个字节的偏移量。
　　int length = heapBuf.readableBytes();　 ← --  获得可读字节数
　　handleArray(array, offset, length);　 ← --  使用数组、偏移量和长度作为参数调用你的方法
}

• 直接缓冲区

这种模式下的ByteBuf支持通过本地调用分配内存

所以直接缓冲区的数据在堆外，不会被GC处理

ByteBuf directBuf = ...; 
if (!directBuf.hasArray()) {  ← --  检查ByteBuf 是否由数组支撑。如果不是，则这是一个直接缓冲区
　　int length = directBuf.readableBytes();  ← --  获取可读字节数
　　byte[] array = new byte[length];　 ← --  分配一个新的数组来保存具有该长度的字节数据　　
　　directBuf.getBytes(directBuf.readerIndex(), array);  ← --  将字节复制到该数组
　　handleArray(array, 0, length);  ← --  使用数组、偏移量和长度作为参数调用你的方法
}

• 复合缓冲区

这种模式下允许多个ByteBuf聚合起来，提供一个ByteBuf整体视图来进行操作

字节级操作

• 随机访问

ByteBuf buffer = ...;
for (int i = 0; i < buffer.capacity(); i++) {
　　byte b = buffer.getByte(i);
　　System.out.println((char)b);
}

不会改变索引的值

• 顺序访问

调用discardReadBytes()可以回收可丢弃字节的空间

读取所有数据

ByteBuf buffer = ...;
while (buffer.isReadable()) {
　　System.out.println(buffer.readByte());
}

写入数据

ByteBuf buffer = ...;
while (buffer.writableBytes() >= 4) {
　　buffer.writeInt(random.nextInt());
}

• 索引管理

  • readerIndex(int)：设置读索引位置
  • writerIndex(int)： 设置写索引位置
  • clear()：将读索引写索引重置为0

• 查找

// 查找回车符(\r)
ByteBuf buffer = ...;
int index = buffer.forEachByte(ByteBufProcessor.FIND_CR);

• 派生缓冲区

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

这些方法都会返回一个新的ByteBuf实例

• 读/写
  • 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。
• 其他操作

名称	描述
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()
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

ByteBufHolder

• 支持缓冲区池化
  • 从池中复用ByteBuf

名称	描述
content()	返回由这个ByteBufHolder所持有的ByteBuf
copy()	返回这个ByteBufHolder的一个深拷贝，包括一个其所包含的ByteBuf的非共享副本
duplicate()	返回这个ByteBufHolder的一个浅拷贝，包括一个其所包含的ByteBuf的共享副本

ByteBuf分配

ByteBufAllocator

• 池化
• buffer 返回基于对或者直接缓存存储
• headBuffer 返回基于堆内存
• directBuffer 返回基于直接内存
• compositeBuffer
• ioBuffer 返回套接字的IO操作buffer

实现：

• PooledByteBufAllocator
  • 池化
• UnpooledByteBufAllocator
  • 每次调用都会返回一个新实例

Unpooled缓冲区

提供了一些静态方法来创建ByteBuf实例

ByteBufUtils

• hexdump 以16进制打印缓冲区
• equals 比较两个ByteBuf

引用计数

ByteBuf 与 ByteBufHolder 都实现了引用计数

boolean released = buffer.release();  ← --  减少到该对象的活动引用。当减少到0 时，该对象被释放，并且该方法返回true

访问一个引用计数被释放的对象 会抛出异常