CompositeByteBuf
简单来说就是各种缓冲区的组合，就是把他们封装到一个缓冲区，或者合并成一个缓冲区。最常见的比如HTTP的一些头信息封装在一个缓冲区，消息体在另一个。或者你自己定义一个协议，比如可以分成好几个缓冲区。我们先来看下他的结构：
可以看到他还实现了一个迭代器接口，其实就是希望用迭代器的方式来遍历里面的缓冲区，我们还是来看下他的原理吧。
内部结构
我们知道可以把缓冲区放进去，那他里面到底是怎么放的，为什么我前面说他会合并，我先来画个图吧。
大致这个样子的，里面有个Component数组，Component里面放着缓冲区，还有各种索引。外部操作好像是只操作了CompositeByteBuf，其实具体是操作Component中的缓冲区。所以我们先来看下Component里面放了什么。
Component
首先是一些属性，里面很重要的是索引offset和endOffset，这个表示当前缓冲区相对于整个CompositeByteBuf可以读取的范围，比如说有三个缓冲区，每个缓冲区只写了10个字节，那第一个缓冲区的索引就是0-9，第二个是10-19，第三个是20-29，这个好理解吧，其实就相当于数组下标。还有srcAdjustment和adjustment，就是相对于CompositeByteBuf的起始索引的读索引偏移，大多数是负的，因为这样直接获取CompositeByteBuf索引的值的时候，可以直接定位到buf里的读索引位置，后面会讲到。其他的理解起来也不难。
final ByteBuf srcBuf; //原始的，传进来是什么就是什么
final ByteBuf buf; //去掉包装的，传进来的可能是包装后的缓冲区，要把包装脱了
int srcAdjustment; // 相对于srcBuf，CompositeByteBuf的起始索引，读索引的偏移
int adjustment; // 相对于buf，CompositeByteBuf的起始索引，读索引的偏移
int offset; // 相对于CompositeByteBuf的起始索引
int endOffset; // 相对于CompositeByteBuf的结束索引
private ByteBuf slice; // 缓存切片
构造方法
主要方法
//源缓冲区索引
int srcIdx(int index) {
return index + srcAdjustment;
}
//脱了包装后的缓冲区索引
int idx(int index) {
return index + adjustment;//索引+偏移，直接获取读索引位置
}
//存在的可读字节
int length() {
return endOffset - offset;
}
//调整索引，在CompositeByteBuf内的相对位置
void reposition(int newOffset) {
int move = newOffset - offset;
endOffset += move;
srcAdjustment -= move;
adjustment -= move;
offset = newOffset;
}
//把buf的内容拷贝到dst中
// copy then release
void transferTo(ByteBuf dst) {
dst.writeBytes(buf, idx(offset), length());
free();
}
//释放缓冲区
void free() {
slice = null;
srcBuf.release();
}
其中reposition可能不好理解，我先简单的画个图，有两个Component，对应两个堆内缓冲区的字节数组，每个缓冲区写了5个字节，Component1的缓冲区读了1个，Component2的缓冲区读了2个：
CompositeByteBuf重要属性
其实大多是就是这有两个。
private int componentCount;//数组里有多少个组件存在，也当做添加组件时候的下标用的
private Component[] components; // 组件数组
CompositeByteBuf构造方法
接下来我们就准备向CompositeByteBuf添加缓冲区，看看里面做了什么，首先来看看这个构造方法。
主要就是进行Component数组的创建，默认是16个。
addComponent(ByteBuf buffer)
看看添加方法：
public CompositeByteBuf addComponent(ByteBuf buffer) {
return addComponent(false, buffer);
}
//increaseWriterIndex就是是否增加写索引，如果不增加的话，是写索引是0，是没办法用readByte()读的
public CompositeByteBuf addComponent(boolean increaseWriterIndex, ByteBuf buffer) {
return addComponent(increaseWriterIndex, componentCount, buffer);
}
public CompositeByteBuf addComponent(boolean increaseWriterIndex, int cIndex, ByteBuf buffer) {
checkNotNull(buffer, "buffer");
addComponent0(increaseWriterIndex, cIndex, buffer);
consolidateIfNeeded();
return this;
}
addComponent0
这里是关键，主要会先创建Component ，创建的时候会把包装的缓冲区去掉包装，然后根据读索引，可读长度等数据封装成Component，然后添加到components数组中，这个时候可能会涉及扩容，和数组的拷贝，因为你添加的索引可能是在中间，这样就需要两边拷贝到新数组中了。之后如果是中间插入的，还需要进行索引后面的组件的索引更新。如果是最后插入，要根据前一个组件索引进行索引更新，为什么初始化后了还要更新索引呢，因为他的索引初始化的时候一般是根据缓冲区内部偏移来设置的，如果要相对于CompositeByteBuf来说，就需要偏移的更新了。
private int addComponent0(boolean increaseWriterIndex, int cIndex, ByteBuf buffer) {
assert buffer != null;
boolean wasAdded = false;
try {
checkComponentIndex(cIndex);//检查缓冲区是否可用和越界
// No need to consolidate - just add a component to the list.
Component c = newComponent(ensureAccessible(buffer), 0);//创建新组件
int readableBytes = c.length();//获取新组件的可读字节
addComp(cIndex, c);//添加新组件到指定索引
wasAdded = true;//添加成功
if (readableBytes > 0 && cIndex < componentCount - 1) {//有可读，且插入索引在中间位置
updateComponentOffsets(cIndex);//调整组件的偏移量
} else if (cIndex > 0) {//插入索引不是第一个索引，且不是插入到中间
c.reposition(components[cIndex - 1].endOffset);//根据上一个endOffset进行一些索引调整
}
if (increaseWriterIndex) {
writerIndex += readableBytes;//增加写索引
}
return cIndex;
} finally {
if (!wasAdded) {//添加失败就直接释放了
buffer.release();
}
}
}
newComponent
会先获取源缓冲区buf的读索引和可读长度，然后将buf的包装去掉，获得去掉后unwrapped 的读索引unwrappedIndex ，最后创建组件Component。
private Component newComponent(final ByteBuf buf, final int offset) {
final int srcIndex = buf.readerIndex();
final int len = buf.readableBytes();
// unpeel any intermediate outer layers (UnreleasableByteBuf, LeakAwareByteBufs, SwappedByteBuf)
ByteBuf unwrapped = buf;
int unwrappedIndex = srcIndex;
while (unwrapped instanceof WrappedByteBuf || unwrapped instanceof SwappedByteBuf) {
unwrapped = unwrapped.unwrap();//剥离外层，获取最原始的缓冲区
}
// unwrap if already sliced
if (unwrapped instanceof AbstractUnpooledSlicedByteBuf) {
unwrappedIndex += ((AbstractUnpooledSlicedByteBuf) unwrapped).idx(0);
unwrapped = unwrapped.unwrap();
} else if (unwrapped instanceof PooledSlicedByteBuf) {
unwrappedIndex += ((PooledSlicedByteBuf) unwrapped).adjustment;
unwrapped = unwrapped.unwrap();
} else if (unwrapped instanceof DuplicatedByteBuf || unwrapped instanceof PooledDuplicatedByteBuf) {
unwrapped = unwrapped.unwrap();
}
// We don't need to slice later to expose the internal component if the readable range
// is already the entire buffer 如果可读范围就是容量的话，就可以返回切片，合并后的缓冲区就会有切片
final ByteBuf slice = buf.capacity() == len ? buf : null;
//大端
return new Component(buf.order(ByteOrder.BIG_ENDIAN), srcIndex,
unwrapped.order(ByteOrder.BIG_ENDIAN), unwrappedIndex, offset, len, slice);
}
addComp
这里就要将组件插入到组件数组相应的位置，默认当然是最后一个位置，也就是componentCount。
private void addComp(int i, Component c) {
shiftComps(i, 1);//腾出索引处的位置，超出数组大小就要扩容
components[i] = c;//放入数组
}
shiftComps
插入新的组件，可能是中间位置，那就需要腾出这个位置，也可能是最后，也可能要扩容。
private void shiftComps(int i, int count) {
final int size = componentCount, newSize = size + count;
assert i >= 0 && i <= size && count > 0;
if (newSize > components.length) {//需要扩容 扩到现有组件个数的1.5倍 或者新尺寸大小
// grow the array
int newArrSize = Math.max(size + (size >> 1), newSize);
Component[] newArr;//新数组
if (i == size) {//如果插入到最后，扩容到newArrSize，然后把原来的拷贝过去，浅拷贝
newArr = Arrays.copyOf(components, newArrSize, Component[].class);
} else {//插入到中间,扩容且需要腾出索引位置
newArr = new Component[newArrSize];
if (i > 0) {//i索引之前的拷贝到newArr 从0索引到i 拷贝i个
System.arraycopy(components, 0, newArr, 0, i);
}
if (i < size) {//i索引之后的拷贝到newArr 从i+count索引到最后 拷贝siez-i个
System.arraycopy(components, i, newArr, i + count, size - i);
}
}
components = newArr;//新数组
} else if (i < size) {//不需要扩容，只需要把i索引以及之后的往后移count位
System.arraycopy(components, i, components, i + count, size - i);
}
componentCount = newSize;//更新组件个数
}
基本的步骤我已经注释了，就看要不要扩容。
- 要扩容的话，就扩容，一般时候
1.5倍原来大小，如果插入是最后，那就直接扩容拷贝到新数组里，如果不是插入是中间的话，需要把前后的元素分别拷贝到新数组的位置上，留出要插入的索引位置，最后插入。 - 如果不扩容，默认插入位置就是最后，否则的话需要把位置所在元素以及后面的往后移动，把位置腾出来，后面放入。
要注意这里的数组拷贝Arrays.copyOf和System.arraycopy全是浅拷贝，只是拷贝引用 。
画几个图示意下吧。
插入到最后，没扩容：
插入到最后，扩容：
插入到中间，不扩容：
插入到中间，扩容：
updateComponentOffsets
如果是有可读数据，且插入在中间位置的，就需要更新位置以及后面的组件的索引，因为被插队了嘛，偏移就变了。
private void updateComponentOffsets(int cIndex) {
int size = componentCount;
if (size <= cIndex) {
return;
}
//获取前一个组件的endOffset
int nextIndex = cIndex > 0 ? components[cIndex - 1].endOffset : 0;
for (; cIndex < size; cIndex++) {//更新cIndex及之后的所有偏移
Component c = components[cIndex];
c.reposition(nextIndex);//根据前一个的endOffset来更新偏移
nextIndex = c.endOffset;
}
}
其实就是根据前一个组件的索引endOffset来更新：
consolidateIfNeeded
这个就是整合啦，也就是我说的可能会合并里面的缓冲区。如果组件的个数大于设置的最大个数，默认16，就会开始合并啦，其实也就是一次扩容后，会开始整合。
private void consolidateIfNeeded() {
// Consolidate if the number of components will exceed the allowed maximum by the current
// operation.
int size = componentCount;
if (size > maxNumComponents) {
consolidate0(0, size);//从头开始整合成一个
}
}
consolidate0
传入参数就是从哪个索引开始整合，整合多少个。首先计算组件里可读的字节数，然后创建一个新的缓冲区，默认是堆内缓冲区，因为只有当所有缓冲区都是直接缓冲区的时候，才算是直接缓冲区，否则有一个是堆内的，就算是堆内缓冲区。然后遍历这些组件，把他们的可读数据转移到新建的缓冲区里，最后把他们删除，将新的缓冲区封装成组件，然后可能还要更新索引。
private void consolidate0(int cIndex, int numComponents) {
if (numComponents <= 1) {
return;
}
final int endCIndex = cIndex + numComponents;
final int startOffset = cIndex != 0 ? components[cIndex].offset : 0;
final int capacity = components[endCIndex - 1].endOffset - startOffset;//计算所有组件的总字节容量
final ByteBuf consolidated = allocBuffer(capacity);//创建一个合并缓冲区，准备将组件里的缓冲区数据写进来
for (int i = cIndex; i < endCIndex; i ++) {
components[i].transferTo(consolidated);//将组件中的数据写入合并缓冲区
}
lastAccessed = null;
removeCompRange(cIndex + 1, endCIndex);//删除全部，留下第一个
components[cIndex] = newComponent(consolidated, 0);//将合并后的缓冲区重新封装成一个组件
if (cIndex != 0 || numComponents != componentCount) {//不是从头开始整合，或者整合的数量不是所有数量
updateComponentOffsets(cIndex);//更新之后所有组件的的索引信息
}
}
void transferTo(ByteBuf dst) {
dst.writeBytes(buf, idx(offset), length());
free();
}
removeCompRange
删除范围内的组件，其实就是如果结束索引不是最后索引，就把结束索引后的组件往前移，然后把后面剩下的全清空。
private void removeCompRange(int from, int to) {
if (from >= to) {
return;
}
final int size = componentCount;
assert from >= 0 && to <= size;
if (to < size) {//如果索引+1的位置小于总组件数，把索引后面的元素复制到前面来即可
System.arraycopy(components, to, components, from, size - to);
}
int newSize = size - to + from;//计算剩下的个数
for (int i = newSize; i < size; i++) {
components[i] = null;//把后面剩余的设置null
}
componentCount = newSize;//更新数量
}
至此，我们知道了缓冲区是怎么添加到CompositeByteBuf里面的，当然还有删除等其他操作，后面再说吧。
好了，今天就到这里了，希望对学习理解有帮助，大神看见勿喷，仅为自己的学习理解，能力有限，请多包涵。
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