MINA2 核心源代碼分析筆記 - 2. IoAcceptor與IoConnector類族 (IoService)

 

2008年7月的一個週末，突發熱忱，對剛出了M3版本的MINA2起了興趣。下載了原碼以及一部分資料進行研學。當時，做了一部分筆記。但是由於工作等各種原因一年多沒有繼續。正直2010年新年新春之際，於家中整理當時的筆記。準備後續慢慢整理出來。

當時的nio網絡框架並不多，除了MINA2以外還有國內著名的Cindy。兩個框架都作了研學，但是Cindy由於代碼註釋少、以及資料缺乏，作者也消失良久等原因，所以並沒有作爲重點學習目標。

經過3天對MINA2代碼研讀，發現的核心部分從來沒有一篇doc能夠說明清除（至少當時沒有看到），而大部分都停留在使用IoHanlder以及IoFilter等外部擴展上。而我將以NIO的網絡部分爲切入點來介紹其真實的核心部分。

整個筆記會分爲幾部分進行說明：

1. 整體結構及代碼分析指引

2. IoAcceptor與IoConnector類族 (IoService)

 

1 IoAcceptor類族

IoAcceptor類族表示接受socket連接並驅動IoProcessor的實體。概念上IoAcceptor與IoConnector形成IoService的功能，即表示NIO的所有服務。

其類族中，NET相關的類封裝了Selector以及ServerSocketChannel，完成註冊ServerSocketChannel到Selector並接受新到的SocketChannel。

NET相關主要包括如下接口與類：

• AbstractIoAcceptor
• AbstractPollingIoAcceptor
• NioSocketAcceptor

其中AbstractPollingIoAcceptor類實現了核心的流轉功能。NioSocketAcceptor實現了具體的網絡部分。

AbstractPollingIoAcceptor主要封裝了一個Worker 線程程序以及registerQueue、cancalQueue。Worker程序完成Java nio底層的selector的select()行爲操作。而具體的selector封裝在NioSocketAcceptor中。

AbstractPollingIoAcceptor的兩個Queue如下：

//準備註冊queue private final Queue<AcceptorOperationFuture> registerQueue = new ConcurrentLinkedQueue<AcceptorOperationFuture>(); //取消queue private final Queue<AcceptorOperationFuture> cancelQueue = new ConcurrentLinkedQueue<AcceptorOperationFuture>();  

 

registerQueue是存放ServerSocketChannel的queue。Accptor進行偵聽時生成ServerSocketChannel放入其中。Worker循環程序不斷將其取出並註冊到selector中。

cancelQueue是存放ServerSocketChannel的queue。Worker循環程序不斷將其取出並關閉釋放該ServerSocketChannel。

AbstractPollingIoProcessor的Worker核心代碼如下：

 

while (selectable) { try { // gets the number of keys that are ready to go boolean selected = select(); //1 註冊op_accept // this actually sets the selector to OP_ACCEPT, // and binds to the port in which this class will // listen on nHandles += registerHandles(); //2 處理 if (selected) { processHandles(selectedHandles()); } //3 註銷 // check to see if any cancellation request has been made. nHandles -= unregisterHandles(); // if (nHandles == 0) { …… } } catch (Throwable e) { …… } }  

這個是一個典型的java nio selector 循環。

• select()用於等待OP_ACCEPT事件。
• registerHandles()調用主要完成從registerQueue取出SSC並註冊到selector。
• processHandles(selectedHandles())主要完成生成新的IoSession對象並將其推送到IoProcessor。
• unregisterHandles()主要是取出cancelQueue中的SSC，然後關閉。

 

 

 

2  IoConnector類族

與IoAccptor類族提供服務端（被動）功能類似，客戶端（主動）部分由IoConnector類族提供功能。其實現方式也與IoAcceptor如出一轍。

其類族中，NET相關的IoConnector類族表示主動發起socket連接並驅動一個IoProcessor對象的實體。概念上IoAcceptor與IoConnector形成IoService的功能，即表示NIO的所有服務。

該類族主要包括以下接口和類：

• AbstractIoConnector
• AbstractPollingIoConnector
• NioSocketConnector

其中AbstractPollingIoConnector是流轉功能的核心類。其中分裝了一個selector用以註冊“CONNECT動作”。當完成連接時將IoSession推送到關聯的IoProcessor 對象中進行下一步處理。

AbstractPollingIoConnector內部有如下Queue：

// 連接請求 連接隊列 private final Queue<ConnectionRequest> connectQueue = new ConcurrentLinkedQueue<ConnectionRequest>(); // 連接請求 取消隊列 private final Queue<ConnectionRequest> cancelQueue = new ConcurrentLinkedQueue<ConnectionRequest>(); 

AbstractPollingIoConnector中worker線程的核心程序如下：

while (selectable) { try { //最多阻塞1秒 boolean selected = select(1000); //1 從connectQueue中取出 requst並註冊新的內容 nHandles += registerNew(); //2 處理選出的handle socket-channel，推送到processor if (selected) { nHandles -= processSessions(selectedHandles()); } //3 讀取所有的handle socket-channel //對他們進行超時檢查 processTimedOutSessions(allHandles()); //4 close掉所有得到的cancel隊列中的request nHandles -= cancelKeys(); // //如果已經沒有handle socket-channel 待處理的話則 //停止本次worker的運行。 //（也就是說connector的worker不是一直運行在那裏的） if (nHandles == 0) { synchronized (lock) { if (connectQueue.isEmpty()) { worker = null; break; } } } // } catch (Throwable e) { ExceptionMonitor.getInstance().exceptionCaught(e); //如果出錯則休息1秒 try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e1) { ExceptionMonitor.getInstance().exceptionCaught(e1); } }  

與Acceptor類似核心部分就是一個select()方法的循環處理。通過兩個Queue進行流轉。