NIO中FileChannel如何读取数据

June 3, 2020

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# NIO中FileChannel如何读取数据
传统IO读取数据的字节是放在byte数组中的，而NIO引入了ByteBuffer的概念，它相当于一个缓冲区，用以替代传统的byte数组。它有两种实现方式，一种是HeapByteBuffer,另一种是DirectByteBuffer。其中HeapByteBuffer底层维护的依然是一个byte数组，也就是说，读取到的数据也会被复制到堆内存中，而DirectByteBuffer是通过Unsafe类操作直接内存，不会复制到堆内存中。

FileChannel通过IOUtil进行读写操作
```
static int read(FileDescriptor var0, ByteBuffer var1, long var2, NativeDispatcher var4) throws IOException {
    if (var1.isReadOnly()) {
        throw new IllegalArgumentException("Read-only buffer");
    } else if (var1 instanceof DirectBuffer) {
        return readIntoNativeBuffer(var0, var1, var2, var4);
    } else {
        ByteBuffer var5 = Util.getTemporaryDirectBuffer(var1.remaining());
        int var7;
        try {
            int var6 = readIntoNativeBuffer(var0, var5, var2, var4);
            var5.flip();
            if (var6 > 0) {
                var1.put(var5);
            }
            var7 = var6;
        } finally {
            Util.offerFirstTemporaryDirectBuffer(var5);
        }
        return var7;
    }
}
```
先判断传入的ByteBuffer是不是只读的，如果是就直接抛出异常。
再判断传入的ByteBuffer是不是DirectBuffer，如果是，就直接读取直接内存缓冲区的数据放入ByteBuffer中，如果不是，会执行`ByteBuffer var5 = Util.getTemporaryDirectBuffer(var1.remaining());`
```
public class Util {
    private static ThreadLocal<Util.BufferCache> bufferCache;
    
    public static ByteBuffer getTemporaryDirectBuffer(int var0) {
        if (isBufferTooLarge(var0)) {
            return ByteBuffer.allocateDirect(var0);
        } else {
            // FOUCS ON THIS LINE
            Util.BufferCache var1 = (Util.BufferCache)bufferCache.get();
            ByteBuffer var2 = var1.get(var0);
            if (var2 != null) {
                return var2;
            } else {
                if (!var1.isEmpty()) {
                    var2 = var1.removeFirst();
                    free(var2);
                }

return ByteBuffer.allocateDirect(var0);
            }
        }
    }
}
```
可以发现，该方法会根据传入的ByteBuffer的大小，返回一个同样大小的DirctBuffer，如果传入的ByteBuffer过大，就直接分配一个新的DirectBuffer返回，否则，就通过bufferCache获取，这是绑定在ThreadLocal中的，也就是说，使用HeapByteBuffer读写会申请一块儿与线程绑定的DirctBuffer。

拿到DirectBuffer后，依然会通过DirectBuffer去直接内存缓冲区去读取数据，区别是，读取之后，会调用`flip();`方法给limit、position、mark赋值。
```
public Buffer flip() {
        limit = position;
        position = 0;
        mark = -1;
        return this;
    }
```
- capacity: 容量，也就是ByteBuffer总共可以装多少数据
- limit: 临界点，最多可读取多少数据(ByteBuffer不一定会装满)
- position: 下一次读取数据的位置
- mark: 标记，在某个位置做标记，下次可以从该位置重复读取

有如下关系: mark <= position <= limit <= capacity
`flip();`方法相当于初始化了DirectBuffer的读取，然后将该DirectBuffer放入var1，也就是传入的HeapByteBuffer中，其底层维护的是byte数组，相当于放入了堆内存中，也就是说无论哪种ByteBuffer,都是调用`readIntoNativeBuffer()`方法，从直接内存缓冲区中读取数据的。

Last modification：June 3rd, 2020 at 04:46 pm

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