底层架构-远程通讯-Mina

一:Mina概要
    Apache Mina是一个能够帮助用户开发高性能和高伸缩性网络应用程序的框架。它通过Java nio技术基于TCP/IP和UDP/IP协议提供了抽象的、事件驱动的、异步的API。
如下的特性:
1、  基于Java nio的TCP/IP和UDP/IP实现
基于RXTX的串口通信(RS232)
VM 通道通信
2、通过filter接口实现扩展,类似于Servlet filters
3、low-level(底层)和high-level(高级封装)的api:
       low-level:使用ByteBuffers
       High-level:使用自定义的消息对象和解码器
4、Highly customizable(易用的)线程模式(MINA2.0 已经禁用线程模型了):
       单线程
       线程池
       多个线程池
5、基于java5 SSLEngine的SSL、TLS、StartTLS支持
6、负载平衡
7、使用mock进行单元测试
8、jmx整合
9、基于StreamIoHandler的流式I/O支持
10、IOC容器的整合:Spring、PicoContainer
11、平滑迁移到Netty平台

二:实践
    首先讲一下客户端的通信过程:
1.通过SocketConnector同服务器端建立连接 
2.链接建立之后I/O的读写交给了I/O Processor线程,I/O Processor是多线程的 
3.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 
4.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 
5.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 
IoFilterChain作为消息过滤链 
1.读取的时候是从低级协议到高级协议的过程,一般来说从byte字节逐渐转换成业务对象的过程 
2.写入的时候一般是从业务对象到字节byte的过程 
IoSession贯穿整个通信过程的始终 
    客户端通信过程 

   
1.创建服务器
    package com.gewara.web.module.base;

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.charset.Charset;

import org.apache.mina.core.service.IoAcceptor;
import org.apache.mina.filter.codec.ProtocolCodecFilter;
import org.apache.mina.filter.codec.textline.TextLineCodecFactory;
import org.apache.mina.filter.logging.LoggingFilter;
import org.apache.mina.transport.socket.nio.NioSocketAcceptor;

/**
 * Mina服务器
 * 
 * 
@author mike
 *
 * 
@since 2012-3-15
 
*/
public class HelloServer {

        private static final int PORT = 8901;// 定义监听端口

        public static void main(String[] args) throws IOException{
            // 创建服务端监控线程
            IoAcceptor acceptor = new NioSocketAcceptor();
            
            // 设置日志记录器
            acceptor.getFilterChain().addLast("logger", new LoggingFilter());
            
            // 设置编码过滤器
            acceptor.getFilterChain().addLast("codec",new ProtocolCodecFilter(new TextLineCodecFactory(Charset.forName("UTF-8"))));
           
            // 指定业务逻辑处理器
            acceptor.setHandler(new HelloServerHandler());
            
            // 设置端口号
            acceptor.setDefaultLocalAddress(new InetSocketAddress(PORT));
            
            // 启动监听线程
            acceptor.bind();
        }
}
 
2.创建服务器端业务逻辑
    
package com.gewara.web.module.base;

import org.apache.mina.core.service.IoHandlerAdapter;
import org.apache.mina.core.session.IoSession;

/**
 * 服务器端业务逻辑
 * 
 * 
@author mike
 *
 * 
@since 2012-3-15
 
*/
public class HelloServerHandler extends IoHandlerAdapter {
         @Override
        /**
         * 连接创建事件
         
*/
        public void sessionCreated(IoSession session){
            // 显示客户端的ip和端口
            System.out.println(session.getRemoteAddress().toString());
        }

        @Override
        /**
         * 消息接收事件
         
*/
        public void messageReceived(IoSession session, Object message) throws Exception{
            String str = message.toString();
            if (str.trim().equalsIgnoreCase("quit")){
                // 结束会话
                session.close(true);
                return;
            }
            
            // 返回消息字符串
            session.write("Hi Client!");
            // 打印客户端传来的消息内容
            System.out.println("Message written" + str);
        }
}

3.创建客户端
     package com.gewara.web.module.base;

import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.charset.Charset;

import org.apache.mina.core.future.ConnectFuture;
import org.apache.mina.filter.codec.ProtocolCodecFilter;
import org.apache.mina.filter.codec.textline.TextLineCodecFactory;
import org.apache.mina.filter.logging.LoggingFilter;
import org.apache.mina.transport.socket.nio.NioSocketConnector;

/**
 * Mina客户端
 * 
 * 
@author mike
 *
 * 
@since 2012-3-15
 
*/
public class HelloClient {
       public static void main(String[] args){
            // 创建客户端连接器.
            NioSocketConnector connector = new NioSocketConnector();
            
            // 设置日志记录器
            connector.getFilterChain().addLast("logger", new LoggingFilter());
            
            // 设置编码过滤器
            connector.getFilterChain().addLast("codec", 
                    new ProtocolCodecFilter(new TextLineCodecFactory(Charset.forName("UTF-8")))); 
            
            // 设置连接超时检查时间
            connector.setConnectTimeoutCheckInterval(30);
            
            // 设置事件处理器
            connector.setHandler(new HelloClientHandler());
            
            // 建立连接
            ConnectFuture cf = connector.connect(new InetSocketAddress("192.168.2.89", 8901));
            
            // 等待连接创建完成
            cf.awaitUninterruptibly();
            
            // 发送消息  
            cf.getSession().write("Hi Server!");
           
            // 发送消息
            cf.getSession().write("quit");
            
            // 等待连接断开
            cf.getSession().getCloseFuture().awaitUninterruptibly();

            // 释放连接
            connector.dispose();
        }
}

4.客户端业务逻辑
package com.gewara.web.module.base;

import org.apache.mina.core.service.IoHandlerAdapter;
import org.apache.mina.core.session.IoSession;

public class HelloClientHandler extends IoHandlerAdapter {
        @Override
        /**
         * 消息接收事件
         
*/
        public void messageReceived(IoSession session, Object message) throws Exception{
            //显示接收到的消息
            System.out.println("server message:"+message.toString());
        }
}

5.先启动服务器端,然后启动客户端
2012-03-15 14:45:41,456  INFO  logging.LoggingFilter - CREATED
/192.168.2.89:2691
2012-03-15 14:45:41,456  INFO  logging.LoggingFilter - OPENED
2012-03-15 14:45:41,487  INFO  logging.LoggingFilter - RECEIVED: HeapBuffer[pos=0 lim=11 cap=2048: 48 69 20 53 65 72 76 65 72 21 0A]
2012-03-15 14:45:41,487  DEBUG codec.ProtocolCodecFilter - Processing a MESSAGE_RECEIVED for session 1
Message writtenHi Server!
2012-03-15 14:45:41,487  INFO  logging.LoggingFilter - SENT: HeapBuffer[pos=0 lim=0 cap=0: empty]
2012-03-15 14:45:41,487  INFO  logging.LoggingFilter - RECEIVED: HeapBuffer[pos=0 lim=5 cap=2048: 71 75 69 74 0A]
2012-03-15 14:45:41,487  DEBUG codec.ProtocolCodecFilter - Processing a MESSAGE_RECEIVED for session 1
2012-03-15 14:45:41,487  INFO  logging.LoggingFilter - CLOSED

三:分析源码
1.首先看服务器
            // 创建服务端监控线程
            IoAcceptor acceptor = new NioSocketAcceptor();
            
            // 设置日志记录器
            acceptor.getFilterChain().addLast("logger", new LoggingFilter());
            
            // 设置编码过滤器
            acceptor.getFilterChain().addLast("codec",new ProtocolCodecFilter(new TextLineCodecFactory(Charset.forName("UTF-8"))));
           
            // 指定业务逻辑处理器
            acceptor.setHandler(new HelloServerHandler());
            
            // 设置端口号
            acceptor.setDefaultLocalAddress(new InetSocketAddress(PORT));
            
            // 启动监听线程
            acceptor.bind();

  1)先创建NioSocketAcceptor nio的接收器,谈到Socket就要说到Reactor模式 
    当前分布式计算 Web Services盛行天下,这些网络服务的底层都离不开对socket的操作。他们都有一个共同的结构:
1. Read request
2. Decode request
3. Process service                                     
4. Encode reply
5. Send reply 

但这种模式在用户负载增加时,性能将下降非常的快。我们需要重新寻找一个新的方案,保持数据处理的流畅,很显然,事件触发机制是最好的解决办法,当有事件发生时,会触动handler,然后开始数据的处理。
Reactor模式类似于AWT中的Event处理。

Reactor模式参与者

1.Reactor 负责响应IO事件,一旦发生,广播发送给相应的Handler去处理,这类似于AWT的thread
2.Handler 是负责非堵塞行为,类似于AWT ActionListeners;同时负责将handlers与event事件绑定,类似于AWT addActionListener


并发系统常采用reactor模式,简称观察者模式,代替常用的多线程处理方式,利用有限的系统的资源,提高系统的吞吐量

可以看一下这篇文章,讲解的很生动具体,一看就明白reactor模式的好处http://daimojingdeyu.iteye.com/blog/828696 
Reactor模式是编写高性能网络服务器的必备技术之一,它具有如下的优点:
    1)响应快,不必为单个同步时间所阻塞,虽然Reactor本身依然是同步的;
    2)编程相对简单,可以最大程度的避免复杂的多线程及同步问题,并且避免了多线程/进程的切换开销;
    3)可扩展性,可以方便的通过增加Reactor实例个数来充分利用CPU资源;
    4)可复用性,reactor框架本身与具体事件处理逻辑无关,具有很高的复用性; 

2)其次,再说说NIO的基本原理和使用
    NIO 有一个主要的类Selector,这个类似一个观察者,只要我们把需要探知的socketchannel告诉Selector,我们接着做别的事情,当有事件发生时,他会通知我们,传回一组 SelectionKey,我们读取这些Key,就会获得我们刚刚注册过的socketchannel,然后,我们从这个Channel中读取数据,放心,包准能够读到,接着我们可以处理这些数据。
  Selector内部原理实际是在做一个对所注册的channel的轮询访问,不断的轮询(目前就这一个算法),一旦轮询到一个channel有所注册的事情发生,比如数据来了,他就会站起来报告,交出一把钥匙,让我们通过这把钥匙(SelectionKey表示 SelectableChannel 在 Selector 中的注册的标记。 )来读取这个channel的内容。










































posted on 2012-03-15 14:49 陈睿 阅读(5403) 评论(0)  编辑  收藏 所属分类: 底层架构


只有注册用户登录后才能发表评论。


网站导航:
 

导航

<2012年3月>
26272829123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728293031
1234567

统计

常用链接

留言簿

随笔分类

随笔档案

搜索

最新评论

阅读排行榜

评论排行榜