Netty的ByteBuf是JDK中ByteBuffer的升級(jí)版，提供了NIO buffer和byte數(shù)組的抽象視圖。

ByteBuf的主要類集成關(guān)系：

大學(xué)生就業(yè)培訓(xùn),高中生培訓(xùn),在職人員轉(zhuǎn)行培訓(xùn),企業(yè)團(tuán)訓(xùn)

(圖片來(lái)自Netty權(quán)威指南，圖中有一個(gè)畫錯(cuò)的地方是PooledByteBuf中的最后一個(gè)子類應(yīng)該是PooledUnsafeDirectByteBuf)


從繼承關(guān)系可以看出AbstractReferenceCountedByteBuf的子類分為兩類：Pooled和Unpooled的ByteBuf。

Pooled ByteBuf是基于對(duì)象池的ByteBuf（會(huì)被緩存），Unpooled則是普通的ByteBuf對(duì)象。

無(wú)論是否基于內(nèi)存池的ByteBuf，它的子類有分為DirectByteBuf和HeapByteBuf分別表示在堆外內(nèi)存分配的緩沖區(qū)和在堆內(nèi)存的緩沖區(qū)。

堆內(nèi)存緩沖區(qū)的特點(diǎn)是分配和回收速度快，可以被JVM自動(dòng)回收；缺點(diǎn)是如果進(jìn)行Socket的IO讀寫，需要額外做一次內(nèi)存復(fù)制。

堆外內(nèi)存的緩沖區(qū)相對(duì)于堆內(nèi)存的緩沖區(qū)，分配和回收的速度會(huì)慢一些，但是將它寫入或從Socket Channel讀取數(shù)據(jù)是，會(huì)少一次內(nèi)存復(fù)制，速度比堆內(nèi)存更快一些。

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BufferBuf也提供了一類API來(lái)將自己轉(zhuǎn)化成為ByteBuffer以便于在需要ByteBuffer的地方進(jìn)行操作。


AbstractByteBuf

AbstractByteBuf定義了ByteBuf的基礎(chǔ)屬性和一些公用的方法。

主要成員變量有：

readerIndex

writerIndex

markedReaderIndex

markedWriterIndex

maxCapacity

可以看到ByteBuf中分別定義了讀寫游標(biāo)，也就是說(shuō)讀游標(biāo)和寫游標(biāo)是分離的，這相對(duì)于ByteBuffer只使用一個(gè)position，在讀寫操作時(shí)會(huì)便利很多。


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一塊緩沖區(qū)會(huì)被兩個(gè)游標(biāo)分隔為三塊區(qū)域，分別是已經(jīng)讀取過(guò)的、可讀的、剩余可寫的。

在寫入數(shù)據(jù)后可以直接開始讀取，不需要flip操作。

 

另外AbstractByteBuf中的方法分為三類：

讀取數(shù)據(jù)、寫入數(shù)據(jù)、操作游標(biāo)

 

讀取操作分為readXXX和getXXX，以讀取Long為例，

readLong()方法在當(dāng)前readerIndex位置讀取8個(gè)Byte并增加readerindex的值；

getLong(int index)則需要接收一個(gè)index參數(shù)，從index位置開始讀取8個(gè)Byte，get操作不會(huì)改變r(jià)eaderIndex的值。



寫入操作也有兩類，分別是setXXX和writeXXX，

writeLong(long value)方法在當(dāng)前writerIndex位置開始寫入一個(gè)Long值并增加writerIndex的值；

setLong(int index, long value)方法則接收一個(gè)index參數(shù)作為寫入的位置，寫入操作不修改writerIndex的值。

索引操作就是通過(guò)setReaderIndex之類的方法改變r(jià)eaderIndex的值來(lái)重新讀取數(shù)據(jù)，非常簡(jiǎn)單，不做說(shuō)明。


 

AbstractReferenceCountedByteBuf

從類名上看，AbstractReferenceCountedByteBuf主要是實(shí)現(xiàn)了對(duì)引用的計(jì)數(shù)，類似于JVM內(nèi)存回收的對(duì)象引用計(jì)數(shù)器，用于跟蹤對(duì)象的分配和銷毀。


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只有一個(gè)成員變量：refCnt，看命名也知道是用于計(jì)數(shù)的，并且用AtomicIntegerFieldUpdater來(lái)實(shí)現(xiàn)線程安全的計(jì)數(shù)。 大學(xué)生就業(yè)培訓(xùn),高中生培訓(xùn),在職人員轉(zhuǎn)行培訓(xùn),企業(yè)團(tuán)訓(xùn)

retain API用于增加引用的計(jì)數(shù)。

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release則用于減少計(jì)數(shù)值。

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定義deallocate方法讓子類去實(shí)現(xiàn)當(dāng)引用計(jì)數(shù)為0時(shí)的操作（由子類實(shí)現(xiàn)具體的“回收”操作）。

 


UnpooledHeapByteBuffer

UnpooledHeapByteBuffer是不適用對(duì)象池，且直接在堆內(nèi)存上分配的緩沖區(qū)。 大學(xué)生就業(yè)培訓(xùn),高中生培訓(xùn),在職人員轉(zhuǎn)行培訓(xùn),企業(yè)團(tuán)訓(xùn)


ByteBufAllocator alloc：創(chuàng)建了這個(gè)緩沖區(qū)的分配器

byte[] array：底層存儲(chǔ)

ByteBuffer tmpNioBuf：Nio  ByteBuffer對(duì)象，用于將自身轉(zhuǎn)換成一個(gè)ByteBuffer對(duì)象


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構(gòu)造方法非常簡(jiǎn)單：

記錄分配器alloc；

初始化數(shù)組；

將讀寫位置調(diào)整為0；


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這個(gè)構(gòu)造方法則是傳入byte數(shù)組做初始化，writerIndex調(diào)整到數(shù)組后的第一個(gè)位置。

兩個(gè)構(gòu)造方法都有maxCapacity參數(shù)，且初始容量要么是initialCapacity要么是initalArray的長(zhǎng)度，說(shuō)明緩沖區(qū)的大小是可以調(diào)整的，最大不超過(guò)maxCapacity。

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通過(guò)capacity來(lái)調(diào)整緩沖區(qū)的大小。如果newCapacity小于當(dāng)前array的length，那么會(huì)有部分?jǐn)?shù)據(jù)被丟棄。如果newCapacity超過(guò)array的length，那么新擴(kuò)容的位置數(shù)據(jù)未空。

 

UnpooledDirectByteBuf

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ByteBufAllocator alloc：使用的分配器

ByteBuffer buffer：內(nèi)部用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)

ByteBuffer tmpNioBuf：臨時(shí)的ByteBuffer，在將自己轉(zhuǎn)換成ByteBuffer對(duì)象時(shí)會(huì)使用

int capacity：容量

doNotFree：標(biāo)志ByteBuffer是否可以回收


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區(qū)別于UnpooledHeapByteBuf，UnpooledDirectByteBuf的擴(kuò)容操作不在是申請(qǐng)數(shù)組進(jìn)行數(shù)據(jù)拷貝，而是申請(qǐng)新的ByteBuffer之后進(jìn)行收拷貝，而ByteBuffer一定是Direct的。

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deallocate實(shí)現(xiàn)了底層存儲(chǔ)ByteBuffer的回收操作，即在引用計(jì)數(shù)為0時(shí)將DirectByteBuffer回收掉（DirectByteBuffer的內(nèi)存是由自己回收的，而不是JVM）。

 

UnpooledUnsafeDirectByteBuf

UnpooledUnsafeDirectByteBuf和UnpooledUnsafeDirectByteBuf的區(qū)別在于UnpooledUnsafeDirectByteBuf直接使用ByteBuffer來(lái)操作數(shù)據(jù)，而UnpooledUnsafeDirectByteBuf采用Unsafe來(lái)操作數(shù)據(jù)。

UnpooledUnsafeDirectByteBuf的_getLong實(shí)現(xiàn)：

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UnpooledUnsafeDirectByteBuf的_getLong實(shí)現(xiàn)：

大學(xué)生就業(yè)培訓(xùn),高中生培訓(xùn),在職人員轉(zhuǎn)行培訓(xùn),企業(yè)團(tuán)訓(xùn)


 

AbstractReferenceCountedByteBuf子類的另一個(gè)分支是PooledByteBuf，即使用對(duì)象池，會(huì)被緩存的ByteBuffer。 

PooledByteBuf有三個(gè)子類：

PooledHeapByteBuf

PooledDirectByteBuf

PooledUnsafeDirectByteBuf

他們分別和Unpooled的幾個(gè)子類對(duì)應(yīng)。

 

對(duì)于Pooled的實(shí)現(xiàn)，詳見Netty對(duì)象池實(shí)現(xiàn)分析。

 

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