2.3.3 NIO創建的TimeServer源碼分析
我們將在TimeServer例程中給出完整的NIO創建的時間服務器源碼。
代碼清單2-8 NIO時間服務器 TimeServer
我們對NIO創建的TimeServer進行簡單分析下，16～23行跟之前的一樣，設置監聽端口。24～25行創建了一個被稱為MultiplexerTimeServer的多路復用類，它是個一個獨立的線程，負責輪詢多路復用器Selctor，可以處理多個客戶端的并發接入。現在我們繼續看MultiplexerTimeServer的源碼。
代碼清單2-8 NIO時間服務器 MultiplexerTimeServer
由于這個類相比于傳統的Socket編程會稍微復雜一些，在此展開進行詳細分析，我們從如下幾個關鍵步驟來講解多路復用處理類。
（1）30～42行為構造方法，在構造方法中進行資源初始化，創建多路復用器Selector、ServerSocketChannel，對Channel和TCP參數進行配置。例如，將ServerSocketChannel設置為異步非阻塞模式，它的backlog設置為1024。系統資源初始化成功后，將ServerSocket Channel注冊到Selector，監聽SelectionKey.OP_ACCEPT操作位；如果資源初始化失敗（例如端口被占用），則退出。
（2）55～77行在線程的run方法的while循環體中循環遍歷selector，它的休眠時間為1s，無論是否有讀寫等事件發生，selector每隔1s都被喚醒一次，selector也提供了一個無參的select方法。當有處于就緒狀態的Channel時，selector將返回就緒狀態的Channel的SelectionKey集合，通過對就緒狀態的Channel集合進行迭代，可以進行網絡的異步讀寫操作。
（3）92～99行處理新接入的客戶端請求消息，根據SelectionKey的操作位進行判斷即可獲知網絡事件的類型，通過ServerSocketChannel的accept接收客戶端的連接請求并創建SocketChannel實例，完成上述操作后，相當于完成了TCP的三次握手，TCP物理鏈路正式建立。注意，我們需要將新創建的SocketChannel設置為異步非阻塞，同時也可以對其TCP參數進行設置，例如TCP接收和發送緩沖區的大小等，作為入門的例子，例程沒有進行額外的參數設置。
（4）100～125行用于讀取客戶端的請求消息，首先創建一個ByteBuffer，由于我們事先無法得知客戶端發送的碼流大小，作為例程，我們開辟一個1M的緩沖區。然后調用SocketChannel的read方法讀取請求碼流。注意，由于我們已經將SocketChannel設置為異步非阻塞模式，因此它的read是非阻塞的。使用返回值進行判斷，看讀取到的字節數，返回值有以下三種可能的結果。
◎ 返回值大于0：讀到了字節，對字節進行編解碼；
◎ 返回值等于0：沒有讀取到字節，屬于正常場景，忽略；
◎ 返回值為-1：鏈路已經關閉，需要關閉SocketChannel，釋放資源。
當讀取到碼流以后，我們進行解碼，首先對readBuffer進行flip操作，它的作用是將緩沖區當前的limit設置為position，position設置為0，用于后續對緩沖區的讀取操作。然后根據緩沖區可讀的字節個數創建字節數組，調用ByteBuffer的get操作將緩沖區可讀的字節數組復制到新創建的字節數組中，最后調用字符串的構造函數創建請求消息體并打印。如果請求指令是"QUERY TIME ORDER"則把服務器的當前時間編碼后返回給客戶端，下面我們看看異步發送應答消息給客戶端的情況。
（5）127～135行將應答消息異步發送給客戶端。我們看下關鍵代碼，首先將字符串編碼成字節數組，根據字節數組的容量創建ByteBuffer，調用ByteBuffer的put操作將字節數組復制到緩沖區中，然后對緩沖區進行flip操作，最后調用SocketChannel的write方法將緩沖區中的字節數組發送出去。需要指出的是，由于SocketChannel是異步非阻塞的，它并不保證一次能夠把需要發送的字節數組發送完，此時會出現“寫半包”問題，我們需要注冊寫操作，不斷輪詢Selector將沒有發送完的ByteBuffer發送完畢，可以通過ByteBuffer的hasRemain（）方法判斷消息是否發送完成。此處僅僅是個簡單的入門級例程，沒有演示如何處理“寫半包”場景，后續的章節會有詳細說明。
使用NIO創建TimeServer服務器完成之后，我們繼續學習如何創建NIO客戶端。首先還是通過時序圖了解關鍵步驟和過程，然后結合代碼進行詳細分析。