1. ByteBuf简介

网络上数据的基本单位是字节，Java NIO提供的ByteBuffer作为字节容器并不好用，所以Netty提供了替代品ByteBuf类，具有很多优秀的特性：

• 容量可以按需动态扩展，类似于 StringBuffer；
• 读写采用了不同的指针，读写模式可以随意切换，不需要调用 flip 方法；
• 通过内置的复合缓冲类型可以实现零拷贝；
• 支持引用计数；
• 支持缓存池。

1.1 基本结构

ByteBuf除了保存字节内容外，还会维护2个索引——读索引readerIndex和写索引writerIndex，当从其中读数据时，读索引readerIndex会递增，当写入ByteBuf时，写索引writerIndex会递增。 另外，ByteBuf还维护了废弃字节和可扩容字节这两个属性。ByteBuf默认容量限制为Integer.MAX_VALUE。

1.2 分类维度

ByteBuf都可以划分归属到三个不同的维度中（看不明白可以光看加黑部分，有个概念即可）：

• Heap/Direct：堆内和堆外内存。Heap 指的是在 JVM 堆内分配，底层依赖的是字节数据；Direct 则是堆外内存，不受 JVM 限制，分配方式依赖 JDK 底层的 ByteBuffer；
• Pooled/Unpooled：池化和非池化内存。Pooled 是从预先分配好的内存中取出，使用完可以放回 ByteBuf 内存池，等待下一次分配。而 Unpooled 是直接调用系统 API 去申请内存，确保能够被 JVM GC 管理回收；
• Unsafe/非Unsafe：操作方式是否安全。Unsafe 表示每次调用 JDK 的 Unsafe 对象操作物理内存，依赖 offset + index 的方式操作数据。非 Unsafe 则不需要依赖 JDK 的 Unsafe 对象，直接通过数组下标的方式。

Netty通过ByteBufAllocator分配器来创建ByteBuf，分配器有两种实现：

• PoolByteBufAllocator：池化ByteBuf分配器，将ByteBuf实例放入内存池中，提高了性能，将内存碎片减少到最小。它底层采用了jemalloc高效内存分配的策略，该策略被好几种现代操作系统所采用；
• UnpooledByteBufAllocator：普通未池化ByteBuf分配器，它没有把ByteBuf放入内存池中，每次被调用时，返回一个新的ByteBuf实例，通过Java的垃圾回收机制回收。

1.3 池化和非池化

为什么Netty要使用池化技术，内容实在太多，有兴趣的可以看这一篇：

Java中看内存分配—Netty内存池