JavaByteBuffer字节操作详解

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ByteBuffer是Java NIO中处理字节数据的核心类，提供高效读写操作。1. 可通过allocate创建堆内缓冲区、allocateDirect创建堆外缓冲区、wrap包装现有数组。2. 核心属性包括capacity（容量）、position（当前位置）和limit（边界），通过flip()切换读写模式，clear()重置状态。3. 支持put/get多种类型数据，如putInt、getLong等。4. 可设置字节序order，默认大端序。5. 广泛应用于网络编程、文件IO、序列化与协议解析。正确管理状态转换是避免错误的关键。

在Java中处理字节数据时，ByteBuffer 是 NIO（New I/O）包中最核心的类之一。它提供了一种高效、灵活的方式来读写原始字节数据，适用于网络通信、文件操作、序列化等场景。本文将介绍 ByteBuffer 的基本用法和常见操作，帮助你快速掌握其应用。

创建 ByteBuffer 实例

ByteBuffer 支持多种方式创建实例，主要分为堆内缓冲区和堆外缓冲区两种类型。

• allocate(int capacity)：创建一个指定容量的堆内缓冲区（基于 JVM 堆内存）
• allocateDirect(int capacity)：创建堆外缓冲区，适合对性能要求较高的场景，如网络传输
• wrap(byte[] array)：将已有字节数组包装成 ByteBuffer

示例：

byte[] data = {1, 2, 3, 4};
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(10);        // 容量为10的堆缓冲区
ByteBuffer directBuf = ByteBuffer.allocateDirect(8); // 直接缓冲区
ByteBuffer wrapped = ByteBuffer.wrap(data);         // 包装现有数组

理解 Buffer 的核心属性：position、limit、capacity

每个 ByteBuffer 都有三个关键属性，控制着数据的读写位置和范围：

• capacity：缓冲区最大容量，不可变
• position：当前读写位置，初始为0，每次读写后自动递增
• limit：可操作的数据边界，不能超过 capacity

调用 flip() 方法会将 limit 设置为当前 position，position 置为0，用于从写模式切换到读模式。clear() 重置状态准备再次写入。

写入与读取字节数据

ByteBuffer 提供了多种 put 和 get 方法来操作不同类型的数据。

• put(byte b)：写入单个字节
• put(byte[] src)：批量写入字节数组
• putInt(int value)：写入4字节整数（注意字节序）
• get()：读取一个字节
• getInt()：读取4字节整数

示例：

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(12);
buf.putInt(123456);
buf.putLong(9876543210L);

buf.flip(); // 切换到读模式

int i = buf.getInt();    // 读出 123456
long l = buf.getLong();  // 读出 9876543210L

设置字节序（Byte Order）

多平台数据交互时，字节序（大端或小端）很重要。ByteBuffer 默认使用大端序（ByteOrder.BIG_ENDIAN），可通过 order() 方法修改。

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(8);
buf.order(java.nio.ByteOrder.LITTLE_ENDIAN); // 设置为小端序
buf.putInt(0x12345678);
// 在小端系统中，字节存储顺序为 78 56 34 12

常见应用场景

• 网络编程：配合 SocketChannel 发送或接收二进制数据包
• 文件读写：与 FileChannel 配合实现高效文件 IO
• 对象序列化：手动编码结构化数据，如消息头+体格式
• 数据解析：解析二进制协议（如图片、音视频、自定义格式）

基本上就这些。掌握 ByteBuffer 的状态管理、读写模式切换和字节序控制，就能高效处理各种底层字节操作任务。虽然 API 看似简单，但正确使用 flip、clear、rewind 等方法是避免 bug 的关键。

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