2025年Bytebuffer 性能（bytebuffer limit）

大家好，我是讯享网，很高兴认识大家。

前言

在网络传输过程中，字节是最基本也是最小的单元。JAVA NIO有提供一个ByteBuffer容器去装载这些数据，但是用起来会有点复杂，经常要在读写间进行切换以及不支持动态扩展等等。而netty为我们提供了一个ByteBuf组件，功能是很强大的，本文主要对ByteBuf进行一些讲解，中间会穿插着和ByteBuffer进行对比。

优势

ByteBuf与ByteBuffer的相比的优势：

读和写用不同的索引。
读和写可以随意的切换，不需要调用flip()方法。
容量能够被动态扩展，和StringBuilder一样。
用其内置的复合缓冲区可实现透明的零拷贝。
支持方法链。
支持引用计数。count == 0,release。
支持池。

下面将会对每一种优势进行详细的解读。

读写索引

可以根据下面简单的代码自行测试一下：

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可以根据下面简单的代码自行测试一下：

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动态扩展

ByteBuffer是不支持动态扩展的，给定一个具体的capacity，一旦put进去的数据超过其容量，就会抛出异常，而ByteBuf完美的解决了这一问题，支持动态扩展其容量。

零拷贝

netty提供了CompositeByteBuf类实现零拷贝。大多数情况下，在进行网络数据传输时我们会将消息分为消息头head和消息体body，甚至还会有其他部分，这里我们简单的分为两部分来进行探讨：

以前的做法

这样为了得到完整的消息体相当于对内存进行了多余的两次拷贝，造成了很大的资源的浪费。

netty提供的方法

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这里通过CompositeByteBuf 对象将headerBuf 与bodyBuf组合到了一起，也得到了完整的消息体，但是并未进行内存上的拷贝。可以注意下我在上面代码段中进行的方法的调用，得出来的结果是:指向的还是原来分配的空间地址，也就证明了零拷贝的观点。

支持引用计数

看一段简单的代码段：

这里我感觉就是AQS差不多的概念，retain和lock类似，release和unlock类似，内部维护一个计数器，计数器到0的时候就表示已经释放掉了。往一个已经被release掉的buffer中去写数据，会抛出异常。

在Netty in Action一书中对其的介绍是：

引用计数器实现的原理并不复杂，仅仅只是涉及到一个指定对象的活动引用，对象被初始化后引用计数值为1。只要引用计数大于0，这个对象就不会被释放，当引用计数减到为0时，这个实例就会被释放，被释放的对象不应该再被使用。

支持池

Netty对ByteBuf的分配提供了池支持，具体的类是。用这个分配器去分配ByteBuf可以提升性能以及减少内存碎片。Netty中默认用当做ByteBuf的分配器。对象可以从Channel中或者绑定了Channel的ChannelHandlerContext中去获取到。

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API介绍（介绍容易混淆的几个）

创建ByteBuf

读写数据（readByte writeByte）

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进行readByte和writeByte方法的调用时会改变readIndex和writeIndex的值，而调用set和get方法时不会改变readIndex和writeIndex的值。上面的测试案例中打印的writeIndex和readIndex均为1,并未在调用set和get方法后被改变。

discardReadBytes方法

从上面的图中可以观察到，调用discardReadBytes方法后，readIndex置为0，writeIndex也往前移动了Discardable bytes长度的距离，扩大了可写区域。但是这种做法会严重影响效率，它进行了大量的拷贝工作。如果要进行数据的清除操作，建议使用clear方法。调用clear()方法将会将readIndex和writeIndex同时置为0，不会进行内存的拷贝工作，同时要注意，clear方法不会清除内存中的内容,只是改变了索引位置而已。

Derived buffers

这里介绍三个方法（浅拷贝）：

上面的所有测试代码均可以在我的github中获取（netty中的buffer模块）。