P8架构师教你如何认识,Mina

认识 Mina

Apache Mina Server 是一个网络通信应用框架,与 Netty 出自同一作者,Netty 借鉴了部分 Mina 的设计思路。

 

Mina 主要是对基于 TCP/IP、UDP/IP 协议栈的通信框架,Mina 可以帮助我们快速开发高性能、高扩展性的网络通信应用,Mina 提供了事件驱动、异步操作的编程模型,Mina 的异步 IO 默认使用的是 JAVA NIO(New IO)作为底层支持,基于 Channel 的双向通道。Mina 主要有1.x 和2.x 两个分支。Mina 同时提供了网络通信的 Server 端、Client 端的封装,无论是哪端,Mina 在整个网通通信结构中提供了一系列接口 API,Mina 的 API 将真正的网络通信与我们的应用程序隔离开来。Java学习圈子

 

Mina 的底层依赖的主要是 Java NIO 库,上层提供的是基于事件的异步接口。其整体的结构如下:

 

  • IoService:最底层的是 IOService,负责具体的 IO 相关工作。这一层的典型代表有 IOSocketAcceptor 和 IOSocketChannel,分别对应 TCP 协议下的服务端和客户端的 IOService。IOService 的意义在于隐藏底层 IO 的细节,对上提供统一的基于事件的异步 IO 接口。每当有数据到达时,IOService 会先调用底层 IO 接口读取数据,封装成 IoBuffer,之后以事件的形式通知上层代码,从而将 Java NIO 的同步 IO 接口转化成了异步 IO。所以从图上看,进来的 low-level IO 经过 IOService 层后变成 IO Event。具体的代码可以参考 org.apache.mina.core.polling.AbstractPollingIoProcessor 的私有内部类 Processor。
  • IoProcessor:这个接口在另一个线程上,负责检查是否有数据在通道上读写,也就是说它也拥有自己的 Selector,这是与我们使用 JAVA NIO 编码时的一个不同之处,通常在 JAVA NIO 编码中,我们都是使用一个 Selector,也就是不区分 IoService 与 IoProcessor 两个功能接口。另外,IoProcessor 负责调用注册在 IoService 上的过滤器,并在过滤器链之后调用 IoHandler。
  • IoFilter:这个接口定义一组拦截器,这些拦截器可以包括日志输出、黑名单过滤、数据的编码(write 方向)与解码(read 方向)等功能,其中数据的 encode 与decode 是最为重要的、也是你在使用 Mina 时最主要关注的地方。
  • IoHandler:这个接口负责编写业务逻辑,也就是接收、发送数据的地方。需要有开发者自己来实现这个接口。IoHandler 可以看成是 Mina 处理流程的终点,每个 IoService 都需要指定一个 IoHandler。
  • IoSession:是对底层连接(服务器与客户端的特定连接,该连接由服务器地址、端口以及客户端地址、端口来决定)的封装,一个 IoSession 对应于一个底层的 IO 连接(在 Mina 中 UDP 也被抽象成了连接)。通过 IoSession,可以获取当前连接相关的上下文信息,以及向远程 peer 发送数据。发送数据其实也是个异步的过程。发送的操作首先会逆向穿过 IoFilterChain,到达 IoService。但 IoService 上并不会直接调用底层 IO 接口来将数据发送出去,而是会将该次调用封装成一个 WriteRequest,放入 session 的 writeRequestQueue 中,最后由 IoProcessor 线程统一调度 flush 出去。所以发送操作并不会引起上层调用线程的阻塞。具体代码可以参考 org.apache.mina.core.filterchain.DefaultIoFilterChain 的内部类 HeadFilter 的 filterWrite 方法。

服务端流程:

  • 通过 SocketAcceptor 同客户端建立连接
  • 连接建立之后 I/O 的读写交给了 I/O Processor 线程,I/O Processor 是多线程的
  • 通过 I/O Processor 读取的数据经过 IoFilterChain 里所有配置的 IoFilter,IoFilter 进行消息的过滤,格式的转换,在这个层面可以制定一些自定义的协议
  • 最后 IoFilter 将数据交给 Handler 进行业务处理,完成了整个读取的过程

写入过程也是类似,只是刚好倒过来,通过 IoSession.write 写出数据,然后 Handler 进行写入的业务处理,处理完成后交给 IoFilterChain,进行消息过滤和协议的转换,最后通过 I/O Processor 将数据写出到 socket 通道。

简单的 TCPServer

第一步:编写 IoService

 

第二步:编写过滤器

 

第三步:编写 IoHandler

 

把这个 IoHandler 注册到 IoService:

 

当然这段代码也要在 acceptor.bind() 方法之前执行。完成的代码:

 

简单的 TCPClient

第一步:编写 IoService 并注册过滤器

 

第三步:编写 IoHandler

 

注册 IoHandler:


 
connector.setHandler(new ClientHandler("你好!\r\n 大家好!")); 

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