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[導讀]簡介 妖魔鬼怪快快顯形,今天F師兄幫助小師妹來斬妖除魔啦,什么BufferB,BufferL,BufferRB,BufferRL,BufferS,BufferU,BufferRS,BufferRU統(tǒng)統(tǒng)給你剖析個清清楚楚明明白白。 Buffer的分類 小師妹:F師兄不都說JDK源碼是最好的java老師嗎?為程不識源碼,


簡介



妖魔鬼怪快快顯形,今天F師兄幫助小師妹來斬妖除魔啦,什么BufferB,BufferL,BufferRB,BufferRL,BufferS,BufferU,BufferRS,BufferRU統(tǒng)統(tǒng)給你剖析個清清楚楚明明白白。



Buffer的分類



小師妹:F師兄不都說JDK源碼是最好的java老師嗎?為程不識源碼,就稱牛人也枉然。但是我最近在學習NIO的時候竟然發(fā)現(xiàn)有些Buffer類居然沒有注釋,就那么突兀的寫在哪里,讓人好生心煩。


居然還有這樣的事情?快帶F師兄去看看。


小師妹:F師兄你看,以ShortBuffer為例,它的子類怎么后面都帶一些奇奇怪怪的字符:

NIO中那些奇怪的Buffer


什么什么BufferB,BufferL,BufferRB,BufferRL,BufferS,BufferU,BufferRS,BufferRU都來了,點進去看他們的源碼也沒有說明這些類到底是做什么的。


還真有這種事情,給我一個小時,讓我仔細研究研究。


一個小時后,小師妹,經(jīng)過我一個小時的辛苦勘察,結果發(fā)現(xiàn),確實沒有官方文檔介紹這幾個類到底是什么含義,但是師兄我掐指一算,好像發(fā)現(xiàn)了這些類之間的小秘密,且聽為兄娓娓道來。


之前的文章,我們講到Buffer根據(jù)類型可以分為ShortBuffer,LongBuffer,DoubleBuffer等等。


但是根據(jù)本質(zhì)和使用習慣,我們又可以分為三類,分別是:ByteBufferAsXXXBuffer,DirectXXXBuffer和HeapXXXBuffer。


ByteBufferAsXXXBuffer主要將ByteBuffer轉(zhuǎn)換成為特定類型的Buffer,比如CharBuffer,IntBuffer等等。


而DirectXXXBuffer則是和虛擬內(nèi)存映射打交道的Buffer。


最后HeapXXXBuffer是在堆空間上面創(chuàng)建的Buffer。



Big Endian 和 Little Endian



小師妹,F(xiàn)師兄,你剛剛講的都不重要,我就想知道類后面的B,L,R,S,U是做什么的。


好吧,在給你講解這些內(nèi)容之前,師兄我給你講一個故事。


話說在明末浙江才女吳絳雪寫過一首詩:《春 景 詩》

NIO中那些奇怪的Buffer

鶯啼岸柳弄春晴,
柳弄春晴夜月明。
明月夜晴春弄柳,
晴春弄柳岸啼鶯。

NIO中那些奇怪的Buffer

小師妹,可有看出什么特異之處?最好是多讀幾遍,讀出聲來。


小師妹:哇,F(xiàn)師兄,這首詩從頭到尾和從尾到頭讀起來是一樣的呀,又對稱又有意境!


不錯,這就是中文的魅力啦,根據(jù)讀的方式不同,得出的結果也不同,其實在計算機世界也存在這樣的問題。


我們知道在java中底層的最小存儲單元是Byte,一個Byte是8bits,用16進制表示就是Ox00-OxFF。


java中除了byte,boolean是占一個字節(jié)以外,好像其他的類型都會占用多個字節(jié)。


如果以int來舉例,int占用4個字節(jié),其范圍是從Ox00000000-OxFFFFFFFF,假如我們有一個int=Ox12345678,存到內(nèi)存地址里面就有這樣兩種方式。


第一種Big Endian將高位的字節(jié)存儲在起始地址

NIO中那些奇怪的Buffer


第二種Little Endian將地位的字節(jié)存儲在起始地址

NIO中那些奇怪的Buffer


其實Big Endian更加符合人類的讀寫習慣,而Little Endian更加符合機器的讀寫習慣。


目前主流的兩大CPU陣營中,PowerPC系列采用big endian方式存儲數(shù)據(jù),而x86系列則采用little endian方式存儲數(shù)據(jù)。


如果不同的CPU架構直接進行通信,就由可能因為讀取順序的不同而產(chǎn)生問題。


java的設計初衷就是一次編寫處處運行,所以自然也做了設計。


所以BufferB表示的是Big Endian的buffer,BufferL表示的是Little endian的Buffer。


而BufferRB,BufferRL表示的是兩種只讀Buffer。



aligned內(nèi)存對齊



小師妹:F師兄,那這幾個又是做什么用的呢?BufferS,BufferU,BufferRS,BufferRU。


在講解這幾個類之前,我們先要回顧一下JVM中對象的存儲方式。


還記得我們是怎么使用JOL來分析JVM的信息的嗎?代碼非常非常簡單:

NIO中那些奇怪的Buffer

log.info("{}", VM.current().details());

NIO中那些奇怪的Buffer


輸出結果:

NIO中那些奇怪的Buffer


上面的輸出中,我們可以看到:Objects are 8 bytes aligned,這意味著所有的對象分配的字節(jié)都是8的整數(shù)倍。


再注意上面輸出的一個關鍵字aligned,確認過眼神,是對的那個人。


aligned對齊的意思,表示JVM中的對象都是以8字節(jié)對齊的,如果對象本身占用的空間不足8字節(jié)或者不是8字節(jié)的倍數(shù),則補齊。


還是用JOL來分析String對象:

NIO中那些奇怪的Buffer


可以看到一個String對象占用24字節(jié),但是真正有意義的是22字節(jié),有兩個2字節(jié)是補齊用的。


對齊的好處顯而易見,就是CPU在讀取數(shù)據(jù)的時候更加方便和快捷,因為CPU設定是一次讀取多少字節(jié)來的,如果你存儲是沒有對齊的,則CPU讀取起來效率會比較低。


現(xiàn)在可以回答部分問題:BufferU表示是unaligned,BufferRU表示是只讀的unaligned。

小師妹:那BufferS和BufferRS呢?


這個問題其實還是很難回答的,但是經(jīng)過師兄我的不斷研究和探索,終于找到了答案:


先看下DirectShortBufferRU和DirectShortBufferRS的區(qū)別,兩者的區(qū)別在兩個地方,先看第一個Order:

NIO中那些奇怪的Buffer


可以看到DirectShortBufferRU的Order是跟nativeOrder是一致的。而DirectShortBufferRS的Order跟nativeOrder是相反的。


為什么相反?再看兩者get方法的不同:

NIO中那些奇怪的Buffer


區(qū)別出來了,DirectShortBufferS在返回的時候做了一個bits的swap操作。


所以BufferS表示的是swap過后的Buffer,和BufferRS表示的是只讀的swap過后的Buffer。



總結



不寫注釋實在是害死人??!尤其是JDK自己也不寫注釋的情況下!

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