Tars-Java网络编程源码分析

末蓝、 2023-09-25 17:38 90阅读 0赞

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。

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：

[github.com/TarsCloud/T…][github.com_TarsCloud_T]

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》][Tars Java]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。

![format_png][]

**Channel类型：**

1.  支持文件读写数据的FileChannel
2.  能通过UDP读写网络中的数据的DatagramChannel
3.  能通过TCP读写网络数据的SocketChannel
4.  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...
    }
    复制代码

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 InetSocketAddress(8888));
    serverSocketChannel.configureBlocking(false);
    while(true){
        SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
        if(socketChannel != null){
            //do something with socketChannel...
        }
    }
    复制代码

**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：

> 1.  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。
> 2.  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。
> 3.  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

[github.com_TarsCloud_T]: https://link.juejin.cn?target=https%3A%2F%2Fgithub.com%2FTarsCloud%2FTars
[Tars Java]: https://link.juejin.cn?target=https%3A%2F%2Fmp.weixin.qq.com%2Fs%3F__biz%3DMzI4NjY4MTU5Nw%3D%3D%26mid%3D2247490988%26idx%3D2%26sn%3D73614142e7c303b875118a8c705cc511%26chksm%3Debd86d3edcafe4280163425fc69eb524c507b8e83bc741f1429e92a54ea20dee3e2a61a720bc%26scene%3D21%23wechat_redirect
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