Tars-Java网络编程源码分析 _网络编程

作者：vivo 互联网服务器团队- Jin KAI
本文从JAVA NIO网络编程的基础知识讲到了Tars框架使用NIO进行网络编程的源码分析。
一、Tars框架基本介绍
Tars是腾讯开源的支持多语言的高性能RPC框架，起源于腾讯内部2008年至今一直使用的统一应用框架TAF（Total Application Framework），目前支持C++、Java、php、Nodejs、Go语言。
【Tars-Java网络编程源码分析】该框架为用户提供了涉及到开发、运维、以及测试的一整套解决方案，帮助一个产品或者服务快速开发、部署、测试、上线。它集可扩展协议编解码、高性能RPC通信框架、名字路由与发现、发布监控、日志统计、配置管理等于一体，通过它可以快速用微服务的方式构建自己的稳定可靠的分布式应用，并实现完整有效的服务治理。
官方仓库地址：
https://Github.com/TarsCloud/Tars
vivo推送平台也深度使用了该框架，部署服务节点超过一千个，经过线上每日一百多亿消息推送量的考验。
此前已在vivo互联网技术公众号发布过《 Tars Java 客户端源码分析》此篇文章为续集。
Tars-java 最新稳定版1.7.2以及之前的版本都使用Java NIO进行网络编程；本文将分别详细介绍java NIO的原理和Tars 使用NIO进行网络编程的细节。
二、Java NIO原理介绍
从1.4版本开始，Java提供了一种新的IO处理方式：NIO (New IO 或 Non-blocking IO) 是一个可以替代标准Java IO 的API，它是面向缓冲区而不是字节流，它是非阻塞的，支持IO多路复用。
2.1 Channels (通道) and Buffers (缓冲区)
标准的IO基于字节流进行操作的，而NIO是基于通道（Channel）和缓冲区（Buffer）进行操作。数据总是从通道读取到缓冲区中，或者从缓冲区写入到通道中，下图是一个完整流程。
Channel类型：

支持文件读写数据的FileChannel
能通过UDP读写网络中的数据的DatagramChannel
能通过TCP读写网络数据的SocketChannel
可以监听新进来的TCP连接，对每一个新进来的连接都会创建一个SocketChannel的ServerSocketChannel。

SocketChannel：

打开 SocketChannel： SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open;
关闭 SocketChannel： socketChannel.close;
从Channel中读取的数据放到Buffer： int bytesRead = inChannel.read(buf);
将Buffer中的数据写到Channel： int bytesWritten = inChannel.write(buf);

ServerSocketChannel：
通过 ServerSocketChannel.accept 方法监听新进来的连接，当accept方法返回的时候，它返回一个包含新进来的连接的SocketChannel，因此accept方法会一直阻塞到有新连接到达。
通常不会仅仅只监听一个连接,在while循环中调用 accept方法. 如下面的例子：
代码1：
while( true){ SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept; //do something with socketChannel... }ServerSocketChannel可以设置成非阻塞模式。在非阻塞模式下，accept 方法会立刻返回，如果还没有新进来的连接,返回的将是null 。因此，需要检查返回的SocketChannel是否是null 。
代码2：
ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open; serverSocketChannel.socket.bind( new.NETSocketAddress( 8888)); serverSocketChannel.configureBlocking( false); while( true){ SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept; if(socketChannel != null){ //do something with socketChannel... } }Buffer类型：

ByteBuffer
CharBuffer
DoubleBuffer
FloatBuffer
IntBuffer
LongBuffer
ShortBuffer

Buffer的分配：
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(2048);
Buffer的读写：
一般是以下四个步骤：

写入数据到Buffer，最大写入量是capacity，写模式下limit值即为capacity值，position即为写到的位置。
调用flip方法将Buffer从写模式切换到读模式，此时position移动到开始位置0，limit移动到position的位置。
从Buffer中读取数据，在读模式下可以读取之前写入到buffer的所有数据，即为limit位置。
调用clear方法或者compact方法。clear方法将position设为0，limit被设置成capacity的值。compact方法将所有未读的数据拷贝到Buffer起始处，然后将position设到最后一个未读元素后面。