最近在研究OpenGL,众所周知Java运行在虚拟机Dalvik Virtual Machine ,运行在虚拟机的代码是无法访问本地环境的,想要Android的java代码与OpenGL通信,两种途径:1,Java本地接口 就是常见的JNI调用;2,改变内存分配的方式,Java有一种特殊的类集合,它们可以分配本地内存块,并且把Java的数据复制到本地内存,避免GC的管控,那就是字节缓冲区NIO,ByteBuffer。先不谈OpenGL中怎么用 扫盲一下ByteBuffer。

ByteBuffer类是在Java NIO中常常使用的一个缓冲区类,使用它可以进行高效的IO操作。
ByteBuffer内部字段
byte[] buff
buff即内部用于缓存的数组。
position
当前读取的位置。
mark
为某一读过的位置做标记,便于某些时候回退到该位置。
capacity
初始化时候的容量。
limit
读写的上限,limit<=capacity。

图解

put

写模式下,往buffer里写一个字节,并把postion移动一位。写模式下,一般limit与capacity相等。

java BufferedImage 等比例压缩 java中bytebuffer_ci

flip

写完数据,需要开始读的时候,将postion复位到0,并将limit设为当前postion。

java BufferedImage 等比例压缩 java中bytebuffer_数据_02

get

从buffer里读一个字节,并把postion移动一位。上限是limit,即写入数据的最后位置。

java BufferedImage 等比例压缩 java中bytebuffer_Java_03

clear

将position置为0,并不清除buffer内容。

java BufferedImage 等比例压缩 java中bytebuffer_Java_04

mark相关的方法主要是mark()(标记)和reset()(回到标记)
一个临时存放的位置下标。调用mark()会将mark设为当前的position的值,以后调用reset()会将position属性设置为mark的值。mark的值总是小于等于position的值,如果将position的值设的比mark小,当前的mark值会被抛弃掉。

ByteBuffer可以作为一个缓冲区,是因为它是内存中的一段连续的空间,在ByteBuffer对象内部定义了四个索引,分别是mark,position,limit,capacity,其中

  • mark用于对当前position的标记
  • position表示当前可读写的指针,如果是向ByteBuffer对象中写入一个字节,那么就会向position所指向的地址写入这个字节,如果是从ByteBuffer读出一个字节,那么就会读出position所指向的地址读出这个字节,读写完成后,position加1
  • limit是可以读写的边界,当position到达limit时,就表示将ByteBuffer中的内容读完,或者将ByteBuffer写满了。
  • capacity是这个ByteBuffer的容量,上面的程序中调用 ByteBuffer.allocate(128)
    就表示创建了一个容量为capacity字节的ByteBuffer对象。

了解了这四个变量之后,再来看看前面的程序。之所以调用ByteBuffer.flip()方法是因为在向ByteBuffer写入数据后,position为缓冲区中刚刚读入的数据的最后一个字节的位置,flip方法将limit值置为position值,position置0,这样在调用get*()方法从ByteBuffer中取数据时就可以取到ByteBuffer中的有效数据,JDK中flip方法的代码如下:

public final Buffer flip() {
    limit = position;
    position = 0;
    mark = -1;
    return this;
}

在调用 four.write(buff) 时,就将buff缓冲区中的数据写入到输出管道,此时调用ByteBuffer.clear()方法为下次从管道中读取数据做准备,但是调用clear方法并不将缓冲区的数据清空,而是设置position,mark,limit这三个变量的值,JDK中clear方法的代码如下:

public final Buffer clear() {
    position = 0;
    limit = capacity;
    mark = -1;
    return this;
}

这个方法命名给人的感觉就是将数据清空了,但是实际上却不是的,它并没有清空缓冲区中的数据,而至重置了对象中的三个索引值,如果不清空的话,假设此次该ByteBuffer中的数据是满的,下次读取的数据不足以填满缓冲区,那么就会存在上一次已经处理的的数据,所以在判断缓冲区中是否还有可用数据时,使用ByteBuffer.hasRemaining()方法,在JDK中,这个方法的代码如下:

public final boolean hasRemaining() {
    return position < limit;
}

在该方法中,比较了position和limit的值,用以判断是否还有可用数据。

在ByteBuffer类中,还有个方法是compact,对于ByteBuffer,其子类HeapByteBuffer的compact方法实现是这样的:

public ByteBuffer compact() {
    System.arraycopy(hb, ix(position()), hb, ix(0), remaining());
    position(remaining());
    limit(capacity());
    return this;
}

如果position()方法返回当前缓冲区中的position值,remaining()方法返回limit与position这段区间的长度,JDK中的remaining()方法代码如下

public final int remaining() {
    return limit - position;
}

所以compact()方法中第一条语句作用是将数组hb当前position所指向的位置开始复制长度为limit-position的数据到hb数组的开始出,其中使用到了ix()函数,这个函数是将参数值加上一个offset值,offset即一个偏移值,在这样的比如一个这样的场景对于一个很大的缓冲区,将其分成两段,第一段的起始位置是p1,长度是q1,第二段起始位置是p2,长度是q2,那么可以分别将这两段包装成一个HeapByteBuffer对象,然后这两个HeapByteBuffer对象(ByteBuffer的子类,默认实现)的offset属性分别设置为p1和p2,这样就可以通过在内部使用ix()函数来简化ByteBuffer对外提供的接口,在使用者看来,与默认的ByteBuffer并没有区别。

在compact函数中,接着将当前的缓冲区的position索引置为 limit-position ,limit索引置为缓冲区的容量,这样调用compact方法中就可以将缓冲区的有效数据全部移到缓冲区的首部,而position指向下一个可写位置。

比如刚刚创建一个ByteBuffer对象buff时,position=0,limit=capacity,那么此时调用buff.hasRemaining()则会返回 true ,这样来判断缓冲区中是否有数据是不行的,因为此时缓冲区中的存储的全部是0,但是调用一次 compact() 方法就可以将position置为limit值,这样再通过buff.hasRemaining()就会返回 false ,可以与后面的逻辑一起处理了。

ByteBuffer还有一个名为mark的方法,该方法设置mark索引为position的值,JDK中的代码如下:

public final Buffer mark() {
    mark = position;
    return this;
}

与其功能相反的方法为reset方法,即将position的值设置为mark,JDK中的代码如下:

public final Buffer reset() {
    int m = mark;
    if (m < 0)
        throw new InvalidMarkException();
    position = m;
    return this;
}

此外还有一个名为rewind的方法,这个方法将position索引置为0,mark索引置为-1,JDK中的代码如下:

public final Buffer rewind() {
    position = 0;
    mark = -1;
    return this;
}

通过这些方法,就可以很方便的操作一个缓冲区,关键是要理解这些方法具体的作用,以及对三个索引值的影响(capacity是不变的)。

ByteBuffer继承自Buffer类,上面的方法四个索引值都定义在Buffer类中,操作索引值的方法也都定义在Buffer类中。

特别要注意的是clear方法并没有清除缓冲区的内容。