Netty-BetyBuf

ByteBuf 是 Netty 中的数据交互单位，本质是一个 Byte 数组的缓冲区，有不同实现机制，首先看 ByteBuf 的数据结构

ByteBuf结构

+-------------------+------------------+------------------+
| discardable bytes |  readable bytes  |  writable bytes  |
|                   |     (CONTENT)    |                  |
+-------------------+------------------+------------------+
|                   |                  |                  |
0      <=      readerIndex   <=   writerIndex    <=    capacity

ByteBuf 包括三部分，丢弃字节、可读字节、可写字节

通过两个指针，读指针（readerIndex）和写指针（writerIndex）来分成三部分，当 readerIndex = writerIndex 时不可读，当 writerIndex = capacity 时不可写。还有个参数 maxCapacity，当写入数据容量不足时会自动扩容，扩容的最大容量为 maxCapacity 值

常用API

容量API

capacity()

表示 ByteBuf 的占用字节内存，包括丢弃字节、可读字节、可写字节，不同的底层实现机制有不同的计算方式
maxCapacity()

表示 ByteBuf 最大能够占用多少字节的内存
readableBytes()

ByteBuf 当前可读的字节数，它的值等于 writerIndex-readerIndex
isReadable()

返回是否可读，writerIndex = readerIndex 则不可读，返回 false
writableBytes()

ByteBuf 当前可写的字节数，它的值等于 capacity-writerIndex
isWritable()

返回是否可写，capacity = writerIndex 则不可写
maxWritableBytes()

ByteBuf 可写的最大字节数，它的值等于 maxCapacity-writerIndex

指针相关API

readerIndex()

返回当前读指针的 readerIndex
readerIndex(int)

设置读指针
writeIndex()

返回当前写指针的 writerIndex
writeIndex(int)

设置读指针
markReaderIndex()、markWriterIndex()

把当前的读、写指针保存起来
resetReaderIndex()、resetWriterIndex()

把当前的读、写指针恢复到之前保存的值

读写API

writeBytes(byte[] src)

把字节数组 src 里面的数据全部写到 ByteBuf，src 字节数组大小的长度通常小于等于 writableBytes()
readBytes(byte[] dst)

把 ByteBuf 里面的数据全部读取到 dst，这里 dst 字节数组的大小通常等于 readableBytes()
writeByte(byte b)

表示往 ByteBuf 中写一个字节，类似还有 writeBoolean()、writeChar()、writeShort()、writeInt()、writeLong()、writeFloat()、writeDouble()
readByte()

表示从 ByteBuf 中读取一个字节，类似还有 readBoolean()、readChar()、readShort()、readInt()、readLong()、readFloat()、readDouble()
setBytes()、setByte()

和 writeBytes() 等方法类似，但是 set 不会改变读写指针，而 write 会改变写指针
getBytes、getByte()

和 readBytes() 等方法类似，同样 get 不会改变读写指针，而 read 会改变读指针
retain()

将 BetyBuf 的引用计数加一
release()

将 ByteBuf 的引用计数减一，减完之后如果发现引用计数为0，则直接回收 ByteBuf 底层的内存

由于 Netty 使用了堆外内存，而堆外内存是不被 jvm 直接管理的，也就是说申请到的内存无法被垃圾回收器直接回收，所以需要我们手动回收。有点类似于c语言里面，申请到的内存必须手工释放，否则会造成内存泄漏。

Netty 的 ByteBuf 是通过引用计数的方式管理的，如果一个 ByteBuf 没有地方被引用到，需要回收底层内存。默认情况下，当创建完一个 ByteBuf，它的引用为1

slice()

从原始 ByteBuf 中截取一段，这段数据是从 readerIndex 到 writeIndex，同时，返回的新的 ByteBuf 的最大容量 maxCapacity 为原始 ByteBuf 的 readableBytes()；底层内存以及引用计数与原始的 ByteBuf 共享
duplicate()

把整个 ByteBuf 都截取出来，包括所有的指针信息。底层内存以及引用计数与原始的 ByteBuf 共享
copy()

从原始的 ByteBuf 中拷贝所有的信息，包括读写指针以及底层对应的数据，底层内存以及引用计数都独立，操作 ByteBuf 中的数据不会影响到原始的 ByteBuf

三个方法都会返回新的 ByteBuf 对象

slice() 与 duplicate() 的相同点是：底层内存以及引用计数与原始的 ByteBuf 共享，也就是说经过 slice() 或者 duplicate() 返回的 ByteBuf 调用 write 系列方法都会影响到原始的 ByteBuf，但是它们都维持着与原始 ByteBuf 相同的内存引用计数和不同的读写指针

slice() 与 duplicate() 的不同点是：slice() 只截取从 readerIndex 到 writerIndex 之间的数据，它返回的 ByteBuf 的最大容量被限制到原始 ByteBuf 的 readableBytes(), 而 duplicate() 是把整个 ByteBuf 都与原始的 ByteBuf 共享

slice() 和 duplicate() 不会改变 ByteBuf 的引用计数，所以原始的 ByteBuf 调用 release() 之后发现引用计数为零，就开始释放内存，调用这两个方法返回的 ByteBuf 也会被释放，这个时候如果再对它们进行读写，就会报错。因此，我们可以通过调用一次 retain() 方法来增加引用，表示它们对应的底层的内存多了一次引用，引用计数为2，在释放内存的时候，需要调用两次 release() 方法，将引用计数降到零，才会释放内存

slice() 、duplicate()、copy() 三个方法均维护着自己的读写指针，与原始的 ByteBuf 的读写指针无关，相互之间不受影响