摘要：使用來優(yōu)化套接字操作，盡可能消除由的緩沖區(qū)實現(xiàn)所導(dǎo)致的性能以及內(nèi)存使用率的懲罰，這種優(yōu)化發(fā)生在的核心代碼中，不會被暴露出來。當(dāng)前將會被增加所寫入的字節(jié)數(shù)。

ByteBuf是Java NIO ByteBuffer的替代品，是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)基本單位字節(jié)的容器。

Netty的數(shù)據(jù)處理API通過兩個組件暴漏：抽象類ByteBuf和接口ByteBufHolder

ByteBuf優(yōu)點：

他可以被用戶自定義的緩沖區(qū)類型擴展

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

在讀寫兩種模式之間切換不需要調(diào)用ByteBuffer的flip()方法

讀寫使用不同的索引

支持方法的鏈?zhǔn)秸{(diào)用

支持引用計數(shù)

支持池化

?ByteBuf維護兩個索引：一個用于讀取，一個用于寫入。當(dāng)你從ByteBuf讀取時，readIndex會被遞增已經(jīng)被讀取的字節(jié)數(shù)，同樣的，當(dāng)向ByteBuf中寫入數(shù)據(jù)時，writeIndex也會被遞增。

如果readIndex和writeIndex處于同樣的位置，再次嘗試讀取數(shù)據(jù)將會觸發(fā)IndexOutOfBoundsException

名稱以read或者write開頭的ByteBuf方法，將會推進其對應(yīng)的索引，而名稱以set或者get開頭的操作則不會。

名稱以set或者get開頭的方法會有一個索引位置參數(shù)，將會在該索引位置上進行set或get操作

ByteBuf可以指定最大容量。如果寫索引超過這個值會觸發(fā)異常IllegalArgumentException。默認(rèn)的最大值是Integer.MAX_VALUE

?將數(shù)據(jù)存儲在JVM的對空間中，這種模式又被成為支撐數(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。

當(dāng)hasArray方法返回false時，嘗試訪問支撐數(shù)組將觸發(fā)UnsupportedOperationException異常。

?NIO引入的ByteBuffer類允許JVM實現(xiàn)通過本地調(diào)用來分配內(nèi)存，這樣可以避免在每次調(diào)用本地I/O操作之前（或者之后）將緩沖區(qū)的內(nèi)容復(fù)制到一個中間緩沖區(qū)（或者從中間緩沖區(qū)把內(nèi)容復(fù)制到緩沖區(qū)）。

?直接緩沖區(qū)的主要特點是，分配和釋放都比較昂貴。

?它為多個ByteBuf提供了一個聚合視圖?？梢愿鶕?jù)需要添加或者刪除ByteBuf實例。Netty通過CompositeByteBuf(ByteBuf的子類)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。

CompositeByteBuf中的ByteBuf實例可能同時包含直接內(nèi)存分配和非直接內(nèi)存分配。如果只有一個ByteBuf實例，那么CompositeByteBuf上的hasArray方法將返回該ByteBuf上的hasArray方法的值，否則將返回false。

?CompositeByteBuf不支持訪問支撐數(shù)組，因此訪問CompositeByteBuf中的數(shù)據(jù)類似于訪問直接緩沖區(qū)的模式。

?Netty使用CompositeByteBuf來優(yōu)化套接字I/O操作，盡可能消除由JDK的緩沖區(qū)實現(xiàn)所導(dǎo)致的性能以及內(nèi)存使用率的懲罰，這種優(yōu)化發(fā)生在Netty的核心代碼中，不會被暴露出來。

?ByteBuf的索引是從0開始：第一個字節(jié)的索引就是0，最后一個字節(jié)的索引是capacity() - 1。

如果方法中有一個索引值參數(shù)，通過該方法訪問數(shù)據(jù)既不會改變readIndex也不會改變writeIndex。

如果有需要，可以通過調(diào)用readIndex(index)或者writeIndex(index)手動移動兩者。

ByteBuf內(nèi)部分段示意圖如下：

?在上圖中可丟棄字節(jié)指的就是已被讀取過的字節(jié)，通過調(diào)用discardReadBytes()方法，可以丟棄它們并回收空間?？蓙G棄字節(jié)分段的初始大小為0，即readIndex，該值會隨著read操作的執(zhí)行而增加(get*操作不會移動readIndex)。

discardReadBytes()方法只是移動了可以讀取的字節(jié)以及writeIndex，而沒有對所有可寫入的字節(jié)進行擦除寫。

discardReadBytes()會導(dǎo)致內(nèi)存復(fù)制，因為可讀字節(jié)必須要移動到緩沖區(qū)開始的位置。

?可讀字節(jié)分段存儲了實際數(shù)據(jù)。新分配的、包裝的或者復(fù)制的緩沖區(qū)的默認(rèn)readINdex值為0。任何名稱以read或者skip開頭的操作都將檢索或者跳過位于當(dāng)前readIndex的數(shù)據(jù)，并將它增加已讀字節(jié)數(shù)。

如果被調(diào)用的方法需要一個ByteBuf參數(shù)作為寫入的目標(biāo)，并且沒有指定目標(biāo)索引參數(shù)，那么該寫入的目標(biāo)的writeIndex也將被增加。

?可以字節(jié)分段是指一個擁有未定義內(nèi)容的、寫入就緒的內(nèi)存區(qū)域。新分配的緩沖區(qū)的writeIndex的默認(rèn)值為0。任何以write開頭的方法都將從當(dāng)前的writeIndex開始寫數(shù)據(jù)，并將它增加已經(jīng)寫入的字節(jié)數(shù)。如果寫操作的目標(biāo)也是ByteBuf，并且沒有指定源索引的值，則源緩沖區(qū)的readerIndex也會被增加相同的大小。

? JDK的InputStream定義了mark(int readLimit)和reset()方法，這些方法分別被用來將流中的當(dāng)前位置標(biāo)記為指定的值，以及將流重置到該位置。

?在ByteBuf中，可以調(diào)用markReadIndex()、markWriteIndex()、resetReaderIndex()、resetWriterIndex()來標(biāo)記和重置ByteBuf的readIndex和writeIndex，不過在ByteBuf中沒有readLimit參數(shù)指定標(biāo)記啥時候失效。

?在ByteBuf中，也可以通過調(diào)用readerIndex(int)或者writeIndex(int)來將索引移動到指定位置。

?在ByteBuf中，可以通過clear()方法將readerIndex和writeIndex都設(shè)置為0，但是不會清楚內(nèi)存中的內(nèi)容。調(diào)用clear()方法比調(diào)用discardReadBytes()更加輕量，因為clear只是重置索引，不會復(fù)制任何的內(nèi)存。

?最簡單的確定值的索引的方法是indexOf()。較復(fù)雜的查找可以通過一個ByteProcessor(Netty4.1版本以上，舊的版本采用ByteBufProcessor)參數(shù)達成。

?派生緩沖區(qū)為ByteBuf提供了以專門的方式來呈現(xiàn)其內(nèi)容的視圖，這類視圖的創(chuàng)建方式主要有以下幾種：

duplicate()

slice()

slice(int, int)

Unpooled.unmodifiableBuffer(...)

order(ByteOrder)

readSlice(int)

以上方法都會返回一個新的ByteBuf實例，它具有自己的讀索引、寫索引和標(biāo)記索引。它會和源實例共享內(nèi)存，因此創(chuàng)建成本低廉，但是如果修改它的內(nèi)容，也就意味著修改了對應(yīng)的源實例。

如果需要一個現(xiàn)有緩沖區(qū)的真實副本，需要使用copy()或者copy(int,int)方法

讀寫操作主要分為兩類：

get()和set()操作，從給定的索引開始，并且保持索引不變

read()和write()操作，從給定的索引開始，并且會根據(jù)已經(jīng)訪問過的字節(jié)數(shù)對索引進行調(diào)整。

?ByteBufHolder為Netty的高級特性提供了支持，如緩沖區(qū)池化，其中可以從池中借用ByteBuf，并且在需要時自動釋放。

?為了降低分配和釋放內(nèi)存的開銷，Netty通過ByteBufAllactor接口實現(xiàn)了(ByteBuf的)池化，它可以用來分配我們所描述過的任意類型的ByteBuf實例。

Netty提供了兩種ByteBufAllocator的實現(xiàn)：PooledByteBufAllocator和ByteBufAllocator。前者池化了ByteBuf的實例以提高性能并最大限度的減少內(nèi)存碎片，后者的實現(xiàn)不池化ByteBuf實例，并且每次被調(diào)用時都會返回一個新的實例。

Netty4.1以后默認(rèn)使用PooledByteBufAllocator

?Netty提供了一個簡單的成為Unpooled的工具類，它提供了靜態(tài)的輔助方法來創(chuàng)建未池化的ByteBuf實例。

?ByteBufUtil提供了用于操作ByteBuf的靜態(tài)的輔助方法。

?引用計數(shù)是一種通過在某個對象所持有的資源不再被其他對象引用時釋放該對象所持有的資源來優(yōu)化內(nèi)存使用和性能技術(shù)。

Netty為ByteBuf和ByteBufHolder引入了引用計數(shù)技術(shù)，它們實現(xiàn)了ReferenceCounted接口。

試圖訪問一個已經(jīng)被釋放的引用計數(shù)的對象，將會導(dǎo)致一個IllegalReferenceCountException