Netty 4.0的源碼結(jié)構(gòu)與之前的3.X版本發(fā)生了較大的變化，以下是Netty 4.0源碼的層次結(jié)構(gòu)
netty/
common/ - utility and logging
buffer/ - buffer API
transport/ - channel API and its core implementations
handler/ - channel handlers
codec/ - codec framework
codec-http/ - HTTP, Web Sockets, SPDY, and RTSP codec
example/ - examples
all/ - generates an all-in-one JAR
tarball/ - generates a tarball distribution
在接下來的源碼分析中，筆者打算對每個包實現(xiàn)的功能做詳細(xì)的分析（除了example包，all包和tarball包）。在這篇文章中，筆者將對buffer包進(jìn)行分析。關(guān)于ByteBuf的readIndex，writeIndex和capacity可以閱讀之前的另外一篇文章《Netty 4.0 源碼分析（四）：ByteBuf》。
Netty 4.0是一個異步NIO的消息通信框架，在分布式環(huán)境下，服務(wù)器之間的消息傳輸是基于I/O流的，在流傳輸中，字節(jié)是最小的傳輸單位，每個I/O流可以看做是對字節(jié)數(shù)組的操作。Buffer包中的ByteBuf實際上就是一個字節(jié)數(shù)組。
大端（Big Endian）和小段（Little Endian）
在開始討論buffer包之前，有必要了解一下大端（Big Endian）和小段（Little Endian）的區(qū)別。大端（Big Edian）和小端（Little Endian）是內(nèi)存中數(shù)據(jù)儲存的字節(jié)序。不同體系的CPU在內(nèi)存中的數(shù)據(jù)存儲往往存在著差異。例如，Intel的x86系列處理器將低序字節(jié)存儲在起始地址，而一些RISC架構(gòu)的處理器，如IBM的370主機(jī)使用的PowerPC或Motorola公司生產(chǎn)的CPU，都將高序字節(jié)存儲在起始位置。這兩種不同的存儲方式被稱為Little Endian和Big Endian。
在Java中，Big Endian, Little Endian跟多字節(jié)類型的數(shù)據(jù)有關(guān)，比如int,short,long型，而對單字節(jié)數(shù)據(jù)byte卻沒有影響。BIG-ENDIAN就是低位字節(jié)排放在內(nèi)存的高端，高位字節(jié)排放在內(nèi)存的低端。而LITTLE-ENDIAN正好相反。
如果網(wǎng)絡(luò)上全部是PowerPC,SPARC和Motorola CPU的主機(jī)那么不會出現(xiàn)任何問題，但由于實際存在大量的IA架構(gòu)的CPU，所以經(jīng)常出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸錯誤。
所有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都是采用Big Endian的方式來傳輸數(shù)據(jù)的。所以有時我們也會把Big Endian方式稱之為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序。當(dāng)兩臺采用不同字節(jié)序的主機(jī)通信時，在發(fā)送數(shù)據(jù)之前都必須經(jīng)過字節(jié)序的轉(zhuǎn)換成為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序后再進(jìn)行傳輸。
在Netty 4.0的，默認(rèn)的字節(jié)序是Big Endian（網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序），在io.netty.buffer.Unpooled類中，定義了兩個ByteOrder類型的靜態(tài)變量
/**
* Big endian byte order.
*/
public static final ByteOrder BIG_ENDIAN = ByteOrder.BIG_ENDIAN;
/**
* Little endian byte order.
*/
public static final ByteOrder LITTLE_ENDIAN = ByteOrder.LITTLE_ENDIAN;
如果要改變改變字節(jié)序，可以調(diào)用io.netty.buffer.ByteBuf接口的order(ByteOrder endianness)方法。調(diào)用order方法，可以返回當(dāng)前ByteBuf對象的字節(jié)序。
/**
* Returns the endianness of this buffer.
*/
ByteOrder order();
/**
* Returns a buffer with the specified endianness which shares the whole region,
* indexes, and marks of this buffer. Modifying the content, the indexes, or the marks of the
* returned buffer or this buffer affects each other's content, indexes, and marks. If the
* specified endianness is identical to this buffer's byte order, this method can
* return {@code this}. This method does not modify readerIndex or writerIndex of this buffer.
*/
ByteBuf order(ByteOrder endianness);
Channel和ByteBuf的理解
在Netty中，Channel是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)讀寫的對象，類似于java舊的I/O中stream。Channel是雙向的，既可以write，也可以read。在NIO中，用戶不能直接從Channel中讀寫數(shù)據(jù)，而是應(yīng)該通過ByteBuf來進(jìn)行讀寫操作，然后通過ByteBuf讀寫數(shù)據(jù)到Channel中。可以想象一個伐木場，Channel就是某個含有大量需要砍伐的樹木（數(shù)據(jù)）的采伐區(qū)，要想取得這些樹木（數(shù)據(jù)），就需要一輛卡車來運(yùn)輸這些樹木（數(shù)據(jù)），這里的卡車就是ByteBuf（緩沖器），當(dāng)卡車（ByteBuf）滿載而歸的時候，我們再從卡車中獲得樹木（數(shù)據(jù)）。
Netty 4.0中的buffer包
Netty 4.0中的io.netty.buffer包，總共定義了七個接口，十五個類，一個Enums類型。下圖是他們之間的關(guān)系
Io.netty.buffer包中的關(guān)系
Unpooled是個幫助類，是一個final class，并且它的構(gòu)造器也是私有的，這意味的無法被別的類繼承，也無法通過new運(yùn)算符來創(chuàng)建一個Unpooled對象。Unpool類的目的就是用于創(chuàng)建ByteBuf對象。
/**
* Creates a new big-endian Java heap buffer with the specified
* {@code capacity}. The new buffer's {@code readerIndex} and
* {@code writerIndex} are {@code 0}.
*/
public static ByteBuf buffer(int initialCapacity, int maxCapacity) {
if (initialCapacity == 0 && maxCapacity == 0) {
return EMPTY_BUFFER;
}
return new HeapByteBuf(initialCapacity, maxCapacity);
}
/**
* Creates a new big-endian direct buffer with the specified
* {@code capacity}. The new buffer's {@code readerIndex} and
* {@code writerIndex} are {@code 0}.
*/
public static ByteBuf directBuffer(int initialCapacity, int maxCapacity) {
if (initialCapacity == 0 && maxCapacity == 0) {
return EMPTY_BUFFER;
}
return new DirectByteBuf(initialCapacity, maxCapacity);
}
/**
* Creates a new big-endian buffer which wraps the sub-region of the
* specified {@code array}. A modification on the specified array's
* content will be visible to the returned buffer.
*/
public static ByteBuf wrappedBuffer(byte[] array, int offset, int length) {
if (length == 0) {
return EMPTY_BUFFER;
}
if (offset == 0 && length == array.length) {
return wrappedBuffer(array);
}
return new SlicedByteBuf(wrappedBuffer(array), offset, length);
}
/**
* Returns a new big-endian composite buffer with no components.
*/
public static CompositeByteBuf compositeBuffer(int maxNumComponents) {
return new DefaultCompositeByteBuf(maxNumComponents);
}
/**
* Creates a read-only buffer which disallows any modification operations
* on the specified {@code buffer}. The new buffer has the same
* {@code readerIndex} and {@code writerIndex} with the specified
* {@code buffer}.
*/
public static ByteBuf unmodifiableBuffer(ByteBuf buffer) {
if (buffer instanceof ReadOnlyByteBuf) {
buffer = ((ReadOnlyByteBuf) buffer).unwrap();
}
return new ReadOnlyByteBuf(buffer);
}
通過Unpooled創(chuàng)建ByteBuf對象：
ByteBuf heapBuffer = Unpooled.buffer(128);
ByteBuf directBuffer = Unpooled.directBuffer(256);
ByteBuf wrappedBuffer = Unpooled.wrappedBuffer(new byte[128], new byte[256]);
ByteBuf的類型
在Netty 4.0中，ByteBuf有以下幾種類型，分別是HeapByteBuf，WrappedByteBuf，DirectByteBuf，CompositeByteBuf。 HeapByteBuf在Unpooled類中是默認(rèn)的ByteBuf類型，通過Unpooled.buffer()取得。某人的緩沖器大小是256字節(jié)。
WrappedByteBuf用于包裝一個字節(jié)數(shù)組或者一個ByteBuf，通過Unpooled.wrappedBuffer(byte[] array)或者Unpooled.wrappedBuffer(ByteBuf bytebuf)取得。
DirectByteBuf是NIO的基本緩存器。
CompositeByteBuf是一個組合緩沖器，將多個ByteBuf對象組合在同一個緩沖器中。
具體看如下代碼：
public class ByteBufTypeDemo {
public static void main(String[] args){
byte[] byteArrayA = {1, 2};
byte[] byteArrayB = {3, 4};
ByteBuf heapBuffer = Unpooled.buffer();
System.out.println("/***********Heap ByteBuf***************/");
System.out.println("Default Byte Order: " + heapBuffer.order());
System.out.println("Default Heap Buffer Capacity: " + heapBuffer.capacity());
System.out.println();
System.out.println();
ByteBuf wrappedBufferA = Unpooled.wrappedBuffer(byteArrayA);
System.out.println("/***********Wrapped ByteBuf***************/");
for(int i = 0; i < wrappedBufferA.writerIndex(); i++){
System.out.println(wrappedBufferA.getByte(i));
}
System.out.println();
System.out.println();
ByteBuf wrappedBufferB = Unpooled.wrappedBuffer(byteArrayB);
ByteBuf compositeByteBuf = Unpooled.compositeBuffer().addComponent(wrappedBufferA).addComponent(wrappedBufferB);
Iterator<ByteBuf> compositeIterator = ((CompositeByteBuf)compositeByteBuf).iterator();
System.out.println("/***********Composite ByteBuf***************/");
while(compositeIterator.hasNext()){
ByteBuf tempBuf = compositeIterator.next();
for(int i = 0; i < 2;i++){
System.out.println(tempBuf.getByte(i));
}
}
System.out.println();
System.out.println();
System.out.println("/***********Direct ByteBuf***************/");
ByteBuf directByteBuf = (DirectByteBuf)Unpooled.directBuffer();
System.out.println("Has NIO Buffer? " + directByteBuf.hasNioBuffer());
System.out.println();
System.out.println();
System.out.println("/*****************End*********************/");
}
}
參考引用：http://baike.baidu.com/view/2368412.htm
備注:因為筆者開始寫Netty源碼分析的時候，Netty 4.0還是處于Alpha階段，之后的API可能還會有改動，筆者將會及時更改。使用開源已經(jīng)有好幾年的時間了，一直沒有時間和精力來具體研究某個開源項目的具體實現(xiàn)，這次是第一次寫開源項目的源碼分析，如果文中有錯誤的地方，歡迎讀者可以留言指出。對于轉(zhuǎn)載的讀者，請注明文章的出處。
希望和廣大的開發(fā)者/開源愛好者進(jìn)行交流，歡迎大家的留言和討論。
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