1. ByteBuf API的優(yōu)點

• 可以被擴(kuò)展
• 通過內(nèi)置的復(fù)合緩沖區(qū)類型實現(xiàn)了透明的零拷貝
• 容量可以按需增長
• 讀寫模式切換不需要調(diào)用flip方法
• 讀寫使用不用的索引
• 方法支持鏈?zhǔn)秸{(diào)用
• 支持引用計數(shù)
• 支持池化

2.ByteBuf如何工作

ByteBuf維護(hù)了兩個索引，一個讀索引（readerIndex），一個寫索引（writerIndex），讀取數(shù)據(jù)時readerIndex增加，寫入數(shù)據(jù)時writerIndex增加，當(dāng)readerIndex達(dá)到writerIndex相同值時，再繼續(xù)讀取數(shù)據(jù)將會觸發(fā)一個IndexOutOfBoundException

3.ByteBuf使用模式

1. 堆緩沖區(qū)

最常用的模式是將數(shù)據(jù)存儲到JVM對空間中，這種模式稱為支撐數(shù)組，它能在沒有使用池化的情況下提供快速的分配和釋放。例子如下

ByteBuf byteBuf = ...;
if (byteBuf.hasArray()) {
    byte[] bytes = byteBuf.array();
    int offset = byteBuf.arrayOffset() + byteBuf.readerIndex();
    int length = byteBuf.readableBytes();
    hanle(array, offset, length);
}

當(dāng)hasArray方法返回false時，嘗試獲取支撐數(shù)組將會引發(fā)UnsupportedOperationException，這和JDK的ByteBuffer類似

2. 直接緩沖區(qū)

直接緩沖區(qū)允許通過本地調(diào)用來分配內(nèi)存，這種方式可以減少每次調(diào)用本地I/O時將緩沖區(qū)內(nèi)容復(fù)制到中間緩沖區(qū)。

直接緩沖區(qū)缺點在于，它的內(nèi)存分配和釋放比較昂貴，同時因為數(shù)據(jù)不在堆上，所以代碼中不得不多進(jìn)行一次復(fù)制，如下

ByteBuf byteBuf = ...;
if (!byteBuf.hasArray()) {
    int length = byteBuf.readableBytes();
    byte[] bytes = new byte[length];
    byteBuf.getBytes(byteBuf.readerIndex(), bytes);
    handle(bytes, 0, length);
}

3. 復(fù)合緩沖區(qū)

復(fù)合緩沖區(qū)為多個ByteBuf提供了一個聚合視圖，它允許添加或刪除ByteBuf實例，Netty通過ByteBuf子類---CompositeByteBuf實現(xiàn)這個模式，它提供了一個將多個緩沖區(qū)表示為單個合并緩沖區(qū)的虛擬表示，例子如下

CompositeByteBuf buf = Unpooled.compositeBuffer();
ByteBuf headBuf = ...;
ByteBuf bodyBuf = ...;
buf.addComponents(headBuf, bodyBuf);
for (ByteBuf b:buf) {
    System.out.println(b.toString());
}

訪問復(fù)合緩沖區(qū)

CompositeByteBuf buf = Unpooled.compositeBuffer();
int length = buf.readableBytes();
byte[] bytes = new byte[length];
buf.getBytes(buf.readerIndex(), bytes);
handle(bytes, 0, length);

4.ByteBuf的字節(jié)操作

• 隨機(jī)訪問

和Java中的數(shù)組一樣，ByteBuf的索引是從0開始，最后一個字節(jié)的索引是capacity()-1，對ByteBuf的隨機(jī)訪問代碼如下

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

需要索引來獲取數(shù)據(jù)的方法不會改變readerIndex、writerIndex的值

• 可讀字節(jié)

對于每個新分配的ByteBuf，其默認(rèn)readerIndex都為0，任何以read或者skip開頭的方法，會檢索或者跳過位于當(dāng)前readerIndex的數(shù)據(jù)，并且增加readerIndex的值

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

• 可寫字節(jié)

可寫字段指擁有一段未定義、可寫入的內(nèi)容，新分配的緩沖區(qū)默認(rèn)writerIndex為0，任何以write為開頭的方法都會增加writeIndex的值。

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

• 索引管理

通過調(diào)用markReaderIndex、markWriterIndex、resetReaderIndex、resetWriterIndex可以實現(xiàn)對讀、寫索引的標(biāo)記與重置，可以通過readerIndex(int)、writerIndex(int)方法來移動讀、寫索引，注意，任何試圖將索引移動到一個無效位置的操作都會觸發(fā)IndexOutBoundsException。

clear方法會將readerIndex和writerIndex置0，但是不會清除內(nèi)存當(dāng)中的內(nèi)容，它僅僅是改變了索引的值。

• 查找操作

ByteBuf中最簡單的查找方法是indexOf(fromIndex, toIndex, value)方法，這個方法直接返回，這個方法查詢指定索引之間的字符與指定值是否匹配，并返回查找到的索引。ByteBuf還提供了forEachByte()方法，這個方法接收一個ByteBufProcessor的實例，ByteBufProcessor接口只有一個方法：

boolean process(byte value)

通過這種方式可以使用一些較為復(fù)雜的查詢邏輯來進(jìn)行查詢操作，ByteBufProcessor針對一些常見的值定義了一些具體實例，如程序想要查找換行符

ByteBuf buf = ...;
int index = buf.forEach(ByteBufProcessor.FIND_LF);

• 派生緩沖區(qū)

Netty為ByteBuf提供了如下創(chuàng)建視圖的方法

1. duplicate()
2. slice()
3. slice(int, int)
4. Unpooled。unmodifiableBuffer();
5. order(ByteOrder);
6. readSlice(int);

以上每個方法都會返回一個新的ByteBuf實例，他們維護(hù)自己的讀、寫索引，但是內(nèi)部的存儲是共享的，所以對視圖實例的修改也會影響到源實例的內(nèi)容。

如果需要一個ByteBuf的真是副本，可以使用copy()和copy(int, int)方法，這兩個方法會返回一個擁有獨立存儲的ByteBuf。

• 讀寫操作

ByteBuf的讀寫操作與JDK ByteBuffer類似，都提供了getXXX(int)、setXXX(int)的相對給定索引的讀寫方法，如getBoolean(int)、setBoolean(int, boolean)。

而readXXX()和wirteXXX()操作則是相對于readerIndex和writerIndex進(jìn)行讀寫的，此類方法會修改readerIndex和writerIndex的值，如writeBoolean(boolean)、readBoolean()。

• 其他操作

5.ByteBuf分配

ByteBuf分配分為兩種，一種是ByteBufAllocator進(jìn)行分配，另外一種通過Unpooled進(jìn)行分配，ByteBufAllocator的實例可以通過一下兩種方式獲取

Channel channel = ...;
ByteAllocator allocator1 = channel.alloc();

ChannelHandlerContext ctx = ...;
ByteAllocator allocator2 = ctx.alloc();

ByteBufAllocator提供了一系列重載的buffer()、heapBuffer()、directBuffer()、compositeBuffer()方法來分配ByteBuf。

在某些情況下可能無法獲取到一個ByteAllocator的實例，此時可以使用Unpooled工具類來創(chuàng)建ByteBuf，具體方法如下

• buffer()
• buffer(int initialCapacity)
• buffer(int initialCapacity, int maxCapacity)
• directBuffer()
• directBuffer(int initialCapacity)
• directBuffer(int initialCapacity, int maxCapacity)
• wrappedBuffer(...)
• copiedBuffer(...)