Java：将 String 与 ByteBuffer 相互转换以及相关问题

Question

我使用 Java NIO 进行套接字连接，并且我的协议是基于文本的，因此我需要能够在将字符串写入 SocketChannel 之前将它们转换为 ByteBuffer，并将传入的 ByteBuffer 转换回字符串。 目前，我正在使用这段代码：

public static Charset charset = Charset.forName("UTF-8");
public static CharsetEncoder encoder = charset.newEncoder();
public static CharsetDecoder decoder = charset.newDecoder();

public static ByteBuffer str_to_bb(String msg){
  try{
    return encoder.encode(CharBuffer.wrap(msg));
  }catch(Exception e){e.printStackTrace();}
  return null;
}

public static String bb_to_str(ByteBuffer buffer){
  String data = "";
  try{
    int old_position = buffer.position();
    data = decoder.decode(buffer).toString();
    // reset buffer's position to its original so it is not altered:
    buffer.position(old_position);  
  }catch (Exception e){
    e.printStackTrace();
    return "";
  }
  return data;
}

这在大多数情况下都有效，但我怀疑这是否是执行此转换的每个方向的首选（或最简单）方法，或者是否有其他方法可以尝试。 有时，看似随机，对 encode() 和 decode() 的调用会抛出 java.lang.IllegalStateException: Current state = FLUSHED, new state = CODING_END 异常或类似的异常，即使我每次完成转换时都使用新的 ByteBuffer 对象。 我需要同步这些方法吗？ 有更好的方法在字符串和字节缓冲区之间进行转换吗？ 谢谢！

Answer 1

Adamski 的回答很好，描述了使用通用编码方法（将字节缓冲区作为输入之一）时编码操作的步骤，

但是，所讨论的方法（在本讨论中）是编码的一种变体 - 编码（CharBuffer in）。 这是一种实现整个编码操作的便捷方法。 （请参阅 PS 中的 java 文档参考）

根据文档，如果编码操作已经在进行中，则不应调用此方法（这就是 ZenBlender 代码中发生的情况 - 使用静态编码器/多线程环境中的解码器）。

就我个人而言，我喜欢使用方便方法（相对于更通用的编码/解码方法），因为它们通过在幕后执行所有步骤来减轻负担。

ZenBlender 和 Adamski 已经在他们的评论中提出了多种安全执行此操作的方法选项。 在这里将它们全部列出：

• 在每个操作需要时创建一个新的编码器/解码器对象（效率不高，因为它可能会导致大量对象）。 或者，
• 使用 ThreadLocal 避免为每个操作创建新的编码器/解码器。 或者，
• 同步整个编码/解码操作（这可能不是首选，除非牺牲一些并发性对于您的程序来说是可以的）

PS

java 文档参考：

1. 编码（方便）方法：http://docs.oracle.com/javase/6/docs/api/java/ nio/charset/CharsetEncoder.html#encode%28java.nio.CharBuffer%29
2. 通用编码方法：http://docs.oracle.com/javase/6/docs/api/java/nio /charset/CharsetEncoder.html#encode%28java.nio.CharBuffer,%20java.nio.ByteBuffer,%20boolean%29

Answer 2

除非事情发生了变化，否则你最好使用

public static ByteBuffer str_to_bb(String msg, Charset charset){
    return ByteBuffer.wrap(msg.getBytes(charset));
}

public static String bb_to_str(ByteBuffer buffer, Charset charset){
    byte[] bytes;
    if(buffer.hasArray()) {
        bytes = buffer.array();
    } else {
        bytes = new byte[buffer.remaining()];
        buffer.get(bytes);
    }
    return new String(bytes, charset);
}

通常 buffer.hasArray() 要么总是 true 要么总是 false，具体取决于你的用例。 在实践中，除非您确实希望它在任何情况下都能工作，否则优化掉不需要的分支是安全的。

Answer 3

查看 CharsetEncoder 和 CharsetDecoderAPI 描述 - 您应该遵循特定的方法调用顺序以避免此问题。 例如，对于CharsetEncoder：

1. 通过reset方法重置编码器，除非之前没有使用过；
2. 只要有其他输入可用，就调用 encode 方法零次或多次，为 endOfInput 参数传递 false 并填充输入缓冲区并在调用之间刷新输出缓冲区;
3. 最后一次调用 encode 方法，为 endOfInput 参数传递 true ； 然后
4. 调用flush方法，以便编码器可以将任何内部状态刷新到输出缓冲区。

顺便说一句，这与我在 NIO 中使用的方法相同，尽管我的一些同事知道他们只使用 ASCII，将每个字符直接转换为字节，我可以想象这可能更快。