ByteBuffer和ByteBuf源码解析

学下下网络编程中常用的两个Buffer，ByteBuffer和ByteBuf，接下来会分析两者的细节及总结。

一.ByteBuffer

  ByteBuffer是JDK NIO中提供的java.nio.Buffer, 在内存中预留指定大小的存储空间来存放临时数据，其他Buffer 的子类有：CharBuffer、DoubleBuffer、FloatBuffer、IntBuffer、LongBuffer 和 ShortBuffer

 1. Buffer

   ByteBuffer继承Buffer,Buffer中定义的成员变量。

*
* @author Mark Reinhold
* @author JSR-51 Expert Group
* @since 1.4
*/

public abstract class Buffer {

// Invariants: mark <= position <= limit <= capacity
private int mark = -1;
private int position = 0;
private int limit;
private int capacity;

// Used only by direct buffers
// NOTE: hoisted here for speed in JNI GetDirectBufferAddress
long address;

每个Buffer都有以下的属性：

capacity

这个Buffer最多能放多少数据。capacity在buffer被创建的时候指定。

limit

在Buffer上进行的读写操作都不能越过这个下标。当写数据到buffer中时，limit一般和capacity相等，当读数据时，

limit代表buffer中有效数据的长度。

position

读/写操作的当前下标。当使用buffer的相对位置进行读/写操作时，读/写会从这个下标进行，并在操作完成后，

buffer会更新下标的值。

mark

一个临时存放的位置下标。调用mark()会将mark设为当前的position的值，以后调用reset()会将position属性设

置为mark的值。mark的值总是小于等于position的值，如果将position的值设的比mark小，当前的mark值会被抛弃掉。

这些属性总是满足以下条件：

0 <= mark <= position <= limit <= capacity

走个ByteBuffer的小例子

import java.nio.ByteBuffer;

public class ByteBufferTest {

public static void main(String[] args) {

//实例初始化
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(100);
String value ="Netty";
buffer.put(value.getBytes());
buffer.flip();
byte[] vArray = new byte[buffer.remaining()];
buffer.get(vArray);
System.out.println(new String(vArray));
}

}

我们看下调用flip()操作前后的对比

+--------------------+-----------------------------------------------------------+

|        Netty          |                                                                           |

+--------------------+-----------------------------------------------------------+

|                          |                                                                           |

0                       position                                                        limit = capacity 

                                      ByteBuffer flip()操作之前

+--------------------+-----------------------------------------------------------+

|        Netty          |                                                                           |

+--------------------+-----------------------------------------------------------+

|                          |                                                                           |

position              limit                                                                 capacity

                                      ByteBuffer flip()操作之后

由于ByteBuffer只有一个position位置指针用户处理读写请求操作，因此每次读写的时候都需要调用flip()和clean()等方法，否则功能将出错。如上图，如果不做flip操作，读取到的将是position到capacity之间的错误内容。当执行flip()操作之后，它的limit被设置为position，position设置为0，capacity不变，由于读取的内容是从position都limit之间，因此它能够正确的读取到之前写入缓冲区的内容。

3.Buffer常用的函数

 clear()

把position设为0，把limit设为capacity，一般在把数据写入Buffer前调用。

public final Buffer clear() {
position = 0;
limit = capacity;
mark = -1;
return this;
}

 flip()

把limit设为当前position，把position设为0，一般在从Buffer读出数据前调用。

public final Buffer flip() {
limit = position;
position = 0;
mark = -1;
return this;
}

rewind()

把position设为0，limit不变，一般在把数据重写入Buffer前调用。

public final Buffer rewind() {
position = 0;
mark = -1;
return this;
}

mark()

设置mark的值，mark=position，做个标记。

reset()

还原标记，把mark的值赋值给position。

4.ByteBuffer实例化

allocate(int capacity)

从堆空间中分配一个容量大小为capacity的byte数组作为缓冲区的byte数据存储器，实现类是HeapByteBuffer
。

public static ByteBuffer allocate(int capacity) {
if (capacity < 0)
throw new IllegalArgumentException();
return new HeapByteBuffer(capacity, capacity);
}

allocateDirect(int capacity)

非JVM堆栈而是通过操作系统来创建内存块用作缓冲区，它与当前操作系统能够更好的耦合，因此能进一步提高I/O操作速度。但是分配直接缓冲区的系统开销很大，因此只有在缓冲区较大并长期存在，或者需要经常重用时，才使用这种缓冲区，实现类是DirectByteBuffer。

public static ByteBuffer allocateDirect(int capacity) {
return new DirectByteBuffer(capacity);
}

wrap(byte[]
array)

这个缓冲区的数据会存放在byte数组中，bytes数组或buff缓冲区任何一方中数据的改动都会影响另一方。其实ByteBuffer底层本来就有一个bytes数组负责来保存buffer缓冲区中的数据，通过allocate方法系统会帮你构造一个byte数组，实现类是HeapByteBuffer
。

wrap(byte[]
array, int
offset, int length)

在上一个方法的基础上可以指定偏移量和长度，这个offset也就是包装后byteBuffer的position，而length呢就是limit-position的大小，从而我们可以得到limit的位置为length+position(offset)，实现类是HeapByteBuffer
。

HeapByteBuffer和DirectByteBuffer的总结：前者是内存的分派和回收速度快，可以被JVM自动回收，缺点是如果进行Socket的I/O读写，需要额外做一次内存拷贝，将堆内存对应的缓存区复制到内核中，性能会有一定程序的下降；后者非堆内存，它在堆外进行内存的分配，相比堆内存，它的分配和回收速度会慢一些，但是它写入或者从Socket
Channel中读取时，由于少了一次内存复制，速度比堆内存快。经验表明，最佳实践是在I/O通信线程的读写缓冲区使用DirectByteBuffer，后端业务消息的编码模块使用HeapByteBuffer，这样的组合可以达到性能最优。

  

二. ByteBuf

先走个小例子

import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.buffer.Unpooled;

public class ByteBufTest {

public static void main(String[] args) {

//实例初始化
ByteBuf buffer =   Unpooled.buffer(100);
String value ="学习ByteBuf";
buffer.writeBytes(value.getBytes());
System.out.println("获取readerIndex:"+buffer.readerIndex());
System.out.println("获取writerIndex:"+buffer.writerIndex());
byte[] vArray = new byte[buffer.writerIndex()];
buffer.readBytes(vArray);
System.out.println("获取readerIndex:"+buffer.readerIndex());
System.out.println("获取writerIndex:"+buffer.writerIndex());
System.out.println(new String(vArray));

}

}

接着看下ByteBuf主要类继承关系

1. AbstractByteBuf

AbstractByteBuf继承ByteBuf，AbstractByteBuf中定义了ByteBuf的一些公共属性，像读索引、写索引、mark、最大容量等公共属性，具体定义如下图。

public abstract class AbstractByteBuf extends ByteBuf {

static final ResourceLeakDetector<ByteBuf> leakDetector = new ResourceLeakDetector<ByteBuf>(ByteBuf.class);

int readerIndex;  //读索引
private int writerIndex; //写索引

private int markedReaderIndex; //，
private int markedWriterIndex;

private int maxCapacity;

private SwappedByteBuf swappedBuf;

在AbstractByteBuf中并没有定义ByteBuf的缓冲区实现，因为AbstractByteBuf并不清楚子类到底是基于堆内存还是直接内存。AbstractByteBuf中定义了读写操作方法，这里主要介绍下写方法，ByteBuf写操作支持自动扩容，ByteBuffer而不支持，我们看下writeByte()具体的源码。

@Override
public ByteBuf writeByte(int value) {
ensureWritable(1);
setByte(writerIndex++, value);
return this;
}

接着调用ensureWritable()方法，是否需要自动扩容。

@Override
public ByteBuf ensureWritable(int minWritableBytes) {
if (minWritableBytes < 0) {
throw new IllegalArgumentException(String.format(
"minWritableBytes: %d (expected: >= 0)", minWritableBytes));
}

if (minWritableBytes <= writableBytes()) { //writableBytes()计算可写的容量=“capacity() - writerIndex;”

return this;
}

if (minWritableBytes > maxCapacity - writerIndex) {
throw new IndexOutOfBoundsException(String.format(
"writerIndex(%d) + minWritableBytes(%d) exceeds maxCapacity(%d): %s",
writerIndex, minWritableBytes, maxCapacity, this));
}

// Normalize the current capacity to the power of 2.
int newCapacity = calculateNewCapacity(writerIndex + minWritableBytes);

// Adjust to the new capacity.
capacity(newCapacity);
return this;
}

接着继续调用calculateNewCapacity()，计算自动扩容后容量，即满足要求的最小容量，等于writeIndex+minWritableBytes。

private int calculateNewCapacity(int minNewCapacity) {
final int maxCapacity = this.maxCapacity;
final int threshold = 1048576 * 4; // 4 MiB page

if (minNewCapacity == threshold) {
return threshold;
}

// If over threshold, do not double but just increase by threshold.
if (minNewCapacity > threshold) {
int newCapacity = minNewCapacity / threshold * threshold;
if (newCapacity > maxCapacity - threshold) {
newCapacity = maxCapacity;
} else {
newCapacity += threshold;
}
return newCapacity;
}

// Not over threshold. Double up to 4 MiB, starting from 64.
int newCapacity = 64;
while (newCapacity < minNewCapacity) {
newCapacity <<= 1;
}

return Math.min(newCapacity, maxCapacity);
}

首先设置门限值为4MB,当需要的新容量正好等于门限值时，使用门限值作为新的缓存区容量，如果新申请的内存容量大于门限值，不能采用倍增的方式扩张内容（防止内存膨胀和浪费），而是采用每次进步4MB的方式来内存扩张，扩张的时候需要对扩张后的内存和最大内存进行对比，如果大于缓存区的最大长度，则使用maxCapacity作为扩容后的缓存区容量。如果扩容后的新容量小于门限值，则以64为计算进行倍增，知道倍增后的结果大于等于需要的值。

重用缓存区，重用已经读取过的缓存区，下面介绍下discardReadBytes()方法的实现进行分析

@Override
public ByteBuf discardReadBytes() {
ensureAccessible();
if (readerIndex == 0) {
return this;
}

if (readerIndex != writerIndex) {
//复制数组 System.arraycopy(this,readerIndex, ,array,0,writerIndex - readerIndex)
setBytes(0, this, readerIndex, writerIndex - readerIndex);
writerIndex -= readerIndex;
adjustMarkers(readerIndex);
readerIndex = 0;
} else {
adjustMarkers(readerIndex);
writerIndex = readerIndex = 0;
}
return this;
}

首先对度索引进行判断，如果为0则说明没有可重用的缓存区，直接返回，如果读索引大于0且读索引不等于写索引，说明缓冲区中既有已经读取过的被丢弃的缓冲区，也有尚未读取的可读取缓存区。调用setBytes(0, this, readerIndex, writerIndex - readerIndex)进行字节数组复制，将尚未读取的字节数组复制到缓冲区的起始位置，然后重新设置读写索引，读索引为0，写索引设置为之前的写索引减去读索引。在设置读写索引的同时，调整markedReaderIndex和markedWriterIndex。

接下来看下初始化分配的ByteBuf的结构图

*
*      +-------------------+------------------+------------------+
*      |                       writable bytes
*      +-------------------+------------------+------------------+
*      |                                                         |
*      0=readerIndex=writerIndex                             capacity
*

ByteBuf通过两个位置指针来协助缓冲区的读写操作，读操作使用readerIndex,写操作使用writerIndex。readerIndex和writerIndex的取值一开始都是0，随着数据的写入writerIndex会增加，读取数据会readerIndex增加，但是它不会超出writerIndex。在读取之后，0~readerIndex就视为discard的，调用discardReadBytes()方法，可以释放这部分空间。readerIndex和writerIndex之间的数据是可读的，等价于ByteBuffer
position和limit之间的数据。writerIndex和capacity之间的空间是可写的，等价于ByteBuffer  limit和capacity之间的可用空间。

写入N个字节后的ByteBuf

*
*      +-------------------+------------------+------------------+
*      |         readable bytes               |  writable bytes  |
*      +-------------------+------------------+------------------+
*      |                                                         |
*      0=readerIndex                      writerIndex        capacity
*

读取M(<N)个字节之后的ByteBuf

*
*      +-------------------+------------------+------------------+
*      | discardable bytes |  readable bytes  |  writable bytes  |
*      +-------------------+------------------+------------------+
*      |                   |                  |                  |
*      0             M=readerIndex      N=writerIndex         capacity
*

调用discardReadBytes操作之后的ByetBuf

*
*      +-------------------+------------------+------------------+
*      |  readable bytes   |            writable bytes
*      +-------------------+------------------+------------------+
*      |                                                         |
*      0=readerIndex     N-M=writerIndex                      capacity
*

调用clear操作之后的ByteBuf

*
*      +-------------------+------------------+------------------+
*      |                       writable bytes(more space)
*      +-------------------+------------------+------------------+
*      |                                                         |
*      0=readerIndex=writerIndex                             capacity
*

2.AbstractReferenceCountedByteBuf

  AbstractReferenceCountedByteBuf继承AbstractByteBuf，从类的名字可以看出该类是对引用进行计数，用于跟踪对象的分配和销毁，做自动内存回收。

public abstract class AbstractReferenceCountedByteBuf extends AbstractByteBuf {

private static final AtomicIntegerFieldUpdater<AbstractReferenceCountedByteBuf> refCntUpdater =
AtomicIntegerFieldUpdater.newUpdater(AbstractReferenceCountedByteBuf.class, "refCnt");

private static final long REFCNT_FIELD_OFFSET;

static {
long refCntFieldOffset = -1;
try {
if (PlatformDependent.hasUnsafe()) {
refCntFieldOffset = PlatformDependent.objectFieldOffset(
AbstractReferenceCountedByteBuf.class.getDeclaredField("refCnt"));
}
} catch (Throwable t) {
// Ignored
}

REFCNT_FIELD_OFFSET = refCntFieldOffset;
}

@SuppressWarnings("FieldMayBeFinal")
private volatile int refCnt = 1;

首先看到第一个字段refCntUpdater ，它是AtomicIntegerFieldUpdater类型变量，通过原子方式对成员变量进行更新等操作，以实现线程安全，消除锁。第二个字段是REFCNT_FIELD_OFFSET，它用于标识refCnt字段在AbstractReferenceCountedByteBuf
中内存地址，该地址的获取是JDK实现强相关的，如果是SUN的JDK,它通过sun.misc.Unsafe的objectFieldOffset接口获得的，ByteBuf的实现类UnpooledUnsafeDirectByteBuf和PooledUnsafeDirectByteBuf会使用这个偏移量。最后定义一个volatile修饰的refCnt字段用于跟踪对象的引用次数，使用volatile是为了解决多线程并发的可见性问题。

对象引用计数器，每次调用一次retain，引用计数器就会加一，由于可能存在多线程并发调用的场景，所以他的累计操作必须是线程安全的，看下具体的实现细节。

@Override
public ByteBuf retain(int increment) {
if (increment <= 0) {
throw new IllegalArgumentException("increment: " + increment + " (expected: > 0)");
}

for (;;) {
int refCnt = this.refCnt;
if (refCnt == 0) {
throw new IllegalReferenceCountException(0, increment);
}
if (refCnt > Integer.MAX_VALUE - increment) {
throw new IllegalReferenceCountException(refCnt, increment);
}
if (refCntUpdater.compareAndSet(this, refCnt, refCnt + increment)) {
break;
}
}
return this;
}

通过自旋对引用计数器进行加一操作，由于引用计数器的初始值为1，如果申请和释放操作能保证正确使用，则它的最小值为1。当被释放和被申请的次数相等时，就调用回收方法回收当前的ByteBuf对象。通过compareAndSet进行原子更新，它会使用自己获取的值和期望值进行对比，一样则修改，否则进行自旋，继续尝试直到成功（compareAndSet是操作系统层面提供的原子操作，称为CAS）。释放引用计数器的代码和对象引用计数器类似，释放引用计数器的每次减一，当refCnt==1时意味着申请和释放相等，说明对象引用已经不可达，该对象需要被释放和回收。回收则是通过调用子类的deallocate方法来释放ByteBuf对象。

看下UnpooledHeapByteBuf中deallocate的实现

@Override
protected void deallocate() {
array = null;
}

看下UnpooledUnsafeDirectByteBuf和UnpooledDirectByteBuf的deallocate实现细节

@Override
protected void deallocate() {
ByteBuffer buffer = this.buffer;
if (buffer == null) {
return;
}

this.buffer = null;

if (!doNotFree) {
freeDirect(buffer);
}
}

再看freeDirect

protected void freeDirect(ByteBuffer buffer) {
PlatformDependent.freeDirectBuffer(buffer);
}

再看freeDirectBuffer

/**
* Try to deallocate the specified direct {@link ByteBuffer}.  Please note this method does nothing if
* the current platform does not support this operation or the specified buffer is not a direct buffer.
*/
public static void freeDirectBuffer(ByteBuffer buffer) {
if (buffer.isDirect()) {
if (hasUnsafe()) {
PlatformDependent0.freeDirectBufferUnsafe(buffer);
} else {
PlatformDependent0.freeDirectBuffer(buffer);
}
}
}

PlatformDependent0.freeDirectBufferUnsafe(buffer)实现细节

static void freeDirectBufferUnsafe(ByteBuffer buffer) {
Cleaner cleaner;
try {
cleaner = (Cleaner) getObject(buffer, CLEANER_FIELD_OFFSET);
if (cleaner == null) {
throw new IllegalArgumentException(
"attempted to deallocate the buffer which was allocated via JNIEnv->NewDirectByteBuffer()");
}
cleaner.clean();
} catch (Throwable t) {
// Nothing we can do here.
}
}

PlatformDependent0.freeDirectBuffer(buffer)实现细节

static void freeDirectBuffer(ByteBuffer buffer) {
if (CLEANER_FIELD == null) {
return;
}
try {
Cleaner cleaner = (Cleaner) CLEANER_FIELD.get(buffer);
if (cleaner == null) {
throw new IllegalArgumentException(
"attempted to deallocate the buffer which was allocated via JNIEnv->NewDirectByteBuffer()");
}
cleaner.clean();
} catch (Throwable t) {
// Nothing we can do here.
}
}

可以看到UnpooledUnsafeDirectByteBuf和UnpooledDirectByteBuf的deallocate最终都是通过Cleaner类进行堆外的垃圾回收。Cleaner 是PhantomReference（虚引用）的子类。

3. UnpooledHeapByteBuf

 UnpooledHeapByteBuf是AbstractReferenceCountedByteBuf的子类，UnpooledHeapByteBuf是基于堆内存进行内存分配的字节码缓存区，它没有基于对象池技术实现，这就意味着每次I/O的读写都会创建一个新的UnpooledHeapByteBuf，频繁进行大块内存的分配和回收对性能造成一定的影响，但是相比堆外内存的申请和释放，它的成本还是会低一些。

看下UnpooledHeapByteBuf的成员变量定义

public class UnpooledHeapByteBuf extends AbstractReferenceCountedByteBuf {

private final ByteBufAllocator alloc;
private byte[] array;
private ByteBuffer tmpNioBuf;

首先它聚合了一个ByteBufAllocator,用于UnpooledHeapByteBuf的内存分配，紧接着定义了一个byte数组作为缓冲区，最后定义一个ByteBuffer类型的tmpNioBuf变量用于实现Netty ByteBuf到JDK NIO ByteBuffer的转正。

看下UnpooledHeapByteBuf类缓冲区的自动扩展的实现

@Override
public ByteBuf capacity(int newCapacity) {
ensureAccessible();
if (newCapacity < 0 || newCapacity > maxCapacity()) {
throw new IllegalArgumentException("newCapacity: " + newCapacity);
}

int oldCapacity = array.length;
if (newCapacity > oldCapacity) {
byte[] newArray = new byte[newCapacity];
System.arraycopy(array, 0, newArray, 0, array.length);
setArray(newArray);
} else if (newCapacity < oldCapacity) {
byte[] newArray = new byte[newCapacity];
int readerIndex = readerIndex();
if (readerIndex < newCapacity) {
int writerIndex = writerIndex();
if (writerIndex > newCapacity) {
writerIndex(writerIndex = newCapacity);
}
System.arraycopy(array, readerIndex, newArray, readerIndex, writerIndex - readerIndex);
} else {
setIndex(newCapacity, newCapacity);
}
setArray(newArray);
}
return this;
}

方法入口首先对新容量进行合法性校验，不通过则抛出IllegalArgumentException，然后判断新的容量是否大于当前的缓冲区容量，如果大于容量则进行动态扩容，通过new byte[newCapacity]创建新的缓冲区字节数组，然后通过System.arraycopy()进行内存复制，将旧的字节数组复制到新创建的字节数组中，最后调用setArray替代旧的字节数组。

如果新的容量小于当前的缓冲区容量，不需要动态扩展，但需要截取当前缓冲区创建一个新的子缓冲区，具体的算法如下：首先判断下读取索引是否小于新的容量值，如果小于进一步写索引是否大于新的容量，如果大于则将写索引设置为新的容量值。之后通过System.arraycopy将当前可读的字节数组复制到新创建的子缓冲区。如果新的容量值小于读索引，说明没有可读的字节数组需要复制到新创建的缓冲区中。

4.PooledHeapByteBuf

  PooledHeapByteBuf比UnpooledHeapByteBuf复杂一点，用到了线程池技术。首先来看看Recycler类。

 

/**
* Light-weight object pool based on a thread-local stack.
*
* @param <T> the type of the pooled object
*/
public abstract class Recycler<T> {

private final ThreadLocal<Stack<T>> threadLocal = new ThreadLocal<Stack<T>>() {
@Override
protected Stack<T> initialValue() {
return new Stack<T>(Recycler.this, Thread.currentThread());
}
};

看注解就知道，Recycler是一个轻量级的线程池实现，通过定义了一个threadLocal，并初始化，看下初始化的详细

static final class Stack<T> implements Handle<T> {

private static final int INITIAL_CAPACITY = 256;

final Recycler<T> parent;
final Thread thread;
private T[] elements;
private int size;
private final Map<T, Boolean> map = new IdentityHashMap<T, Boolean>(INITIAL_CAPACITY);

@SuppressWarnings({ "unchecked", "SuspiciousArrayCast" })
Stack(Recycler<T> parent, Thread thread) {
this.parent = parent;
this.thread = thread;
elements = newArray(INITIAL_CAPACITY);
}

Stack中定义了成员变量线程池、当前线程、数组、数字大小、map ，map主要用来验证线程池中是否已经存在。

继续看，PooledByteBuf类继承了AbstractReferenceCountedByteBuf，看下PooledByteBuf中定义的成员变量。

abstract class PooledByteBuf<T> extends AbstractReferenceCountedByteBuf {

private final Recycler.Handle<PooledByteBuf<T>> recyclerHandle;

protected PoolChunk<T> chunk;
protected long handle;
protected T memory;
protected int offset;
protected int length;
private int maxLength;

private ByteBuffer tmpNioBuf;

@SuppressWarnings("unchecked")
protected PooledByteBuf(Recycler.Handle<? extends PooledByteBuf<T>> recyclerHandle, int maxCapacity) {
super(maxCapacity);
this.recyclerHandle = (Handle<PooledByteBuf<T>>) recyclerHandle;
}

其中chunk主要用来组织和管理内存的分配和释放。

5.ByteBufAllocator

  ByteBufAllocator是字节缓冲区分配器，按照Netty的缓冲区实现的不同，共有两者不同的分配器：基于内存池的字节缓冲区分配器和普通的字节缓冲区分配器。接口的继承关系如下。

看下ByteBufAllocator中定义的常用接口

/**
* Allocate a {@link ByteBuf}. If it is a direct or heap buffer
* depends on the actual implementation.
*/
ByteBuf buffer();

/**
* Allocate a {@link ByteBuf} with the given initial capacity.
* If it is a direct or heap buffer depends on the actual implementation.
*/
ByteBuf buffer(int initialCapacity);

/**
* Allocate a {@link ByteBuf} with the given initial capacity and the given
* maximal capacity. If it is a direct or heap buffer depends on the actual
* implementation.
*/
ByteBuf buffer(int initialCapacity, int maxCapacity);

/**
* Allocate a {@link ByteBuf} whose initial capacity is 0, preferably a direct buffer which is suitable for I/O.
*/
ByteBuf ioBuffer();

/**
* Allocate a {@link ByteBuf}, preferably a direct buffer which is suitable for I/O.
*/
ByteBuf ioBuffer(int initialCapacity);

/**
* Allocate a {@link ByteBuf}, preferably a direct buffer which is suitable for I/O.
*/
ByteBuf ioBuffer(int initialCapacity, int maxCapacity);

/**
* Allocate a heap {@link ByteBuf}.
*/
ByteBuf heapBuffer();

/**
* Allocate a heap {@link ByteBuf} with the given initial capacity.
*/
ByteBuf heapBuffer(int initialCapacity);

/**
* Allocate a heap {@link ByteBuf} with the given initial capacity and the given
* maximal capacity.
*/
ByteBuf heapBuffer(int initialCapacity, int maxCapacity);

/**
* Allocate a direct {@link ByteBuf}.
*/
ByteBuf directBuffer();

/**
* Allocate a direct {@link ByteBuf} with the given initial capacity.
*/
ByteBuf directBuffer(int initialCapacity);

/**
* Allocate a direct {@link ByteBuf} with the given initial capacity and the given
* maximal capacity.
*/
ByteBuf directBuffer(int initialCapacity, int maxCapacity);

三.总结下

1.ByteBuffer必须自己长度固定，一旦分配完成，它的容量不能动态扩展和收缩；ByteBuf默认容器大小为256，支持动态扩容，在允许的最大扩容范围内（Integer.MAX_VALUE）。

2.ByteBuffer只有一个标识位置的指针，读写的时候需要手动的调用flip()和rewind()等，否则很容易导致程序处理失败。而ByteBuf有两个标识位置的指针，一个写writerIndex，一个读readerIndex,读写的时候不需要调用额外的方法。

3.NIO的SocketChannel进行网络读写时，操作的对象是JDK标准的java.nio.byteBuffer。由于Netty使用统一的ByteBuf替代JDK原生的java.nio.ByteBuffer，所以ByteBuf中定义了ByteBuffer nioBuffer()方法将ByteBuf转换成ByteBuffer。