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前言

Apache的MINA框架是一個早年非常流行的NIO框架，它出自于Netty之父Trustin Lee大神之手。雖然目前市場份額已經(jīng)逐漸被Netty取代了，但是其作為NIO初學者入門學習框架是非常合適的，因為MINA足夠的簡單，它的實現(xiàn)相對于Netty的難易程度，大概只有Netty的40%左右(個人在對比了MINA和Netty的底層實現(xiàn)得出的結(jié)論)；然而其在整體架構(gòu)上的設(shè)計是非常類似的，因此在學習完MINA之后再去看Netty，也會相對簡單一些。與此同時，一些老的系統(tǒng)在底層實現(xiàn)上也有很多使用了MINA來進行通信的，如果在接手后不懂其原理，也是很難去維護的。因此個人覺得還是有必要去花些時間去好好研究一下它！

MINA宏觀架構(gòu)

MINA宏觀的體系結(jié)構(gòu)

從宏觀上面看，MINA作為應用程序與底層網(wǎng)絡協(xié)議的中間橋梁，它所支持的底層協(xié)議包括TCP、UDP、in-VM、 RS-232C串口編程協(xié)議等。對于我們開發(fā)者而言，無論你是在編寫客戶端還是服務器端程序，我們都只需在MINA之上設(shè)計你的應用本身即可，而無需關(guān)注底層網(wǎng)絡層協(xié)議的復雜處理。

MINA中的組件

上面我們從宏觀的角度看完了MINA的整體結(jié)構(gòu)，下面讓我們MINA中的組件做一個剖析。

MINA中的組件

從上面的圖中，我們可以看到，從廣義的劃分方式來說，一個基于MINA的應用，無論是服務端還是客戶端，它都一共分為三個部分：

I/O Service：負責端口綁定、接受網(wǎng)絡連接或者是主動發(fā)起網(wǎng)絡連接、網(wǎng)絡IO讀寫、生成對應的IOSession(IOSession是MINA對底層網(wǎng)絡連接的一個封裝)等功能。
I/O Filter Chain：數(shù)據(jù)過濾、數(shù)據(jù)報文的編解碼、黑白名單過濾等等。
I/O Handler：執(zhí)行真正的業(yè)務邏輯。

所以，如果我們想要創(chuàng)建一個基于MINA的網(wǎng)絡應用程序，其實只需要3步：

創(chuàng)建I/O Service,通常直接使用MINA內(nèi)置的IO Service即可。
創(chuàng)建一個Filter Chain,MINA也內(nèi)置了大量Filter Chain的實現(xiàn)，在某些特殊情況下需要自定義IoFilter，比如實現(xiàn)自定義協(xié)議的編解碼功能。
創(chuàng)建I/O Handler,編寫我們真正的業(yè)務邏輯，處理不同的消息。

MINA服務器端架構(gòu)

上面我們已經(jīng)分析了MINA的整體架構(gòu)，下面對其再細分一下，我們一起來看一下MINA服務器端的架構(gòu)組成。

MINA服務器端架構(gòu)

細心的同學會發(fā)現(xiàn)，上面的圖與之前的整體架構(gòu)圖對比起來看，其實真正變化的內(nèi)容就是從I/O Service變成了I/O Acceptor。

MINA對I/O Service做了一個整體的抽象，在服務器端，因為是接收連接，因此是I/O Acceptor;而在客戶端，因為是主動發(fā)起連接，因此就是I/O Connnector。但是無論IOAcceptor還是IOConnector，它們都繼承了IOService這個接口。

IOService的結(jié)構(gòu)圖

MINA服務器示例

好了，說了這么多，下面搞個MINA服務端的例子來感受一下，我們使用的MINA版本是2.0.16，JDK的版本為1.8。

1.添加maven的pom依賴

  <properties>
        <mina.version>2.0.16</mina.version>
        <logback.version>1.2.3</logback.version>
        <java.version>1.8</java.version>
    </properties>


    <dependencyManagement>
        <dependencies>
            <!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.apache.mina/mina-core -->
            <dependency>
                <groupId>org.apache.mina</groupId>
                <artifactId>mina-core</artifactId>
                <version>${mina.version}</version>
              <!--Mina自帶會引入SLF4J包-->
                <exclusions>
                    <exclusion>
                        <groupId>org.slf4j</groupId>
                        <artifactId>slf4j-api</artifactId>
                    </exclusion>
                </exclusions>
            </dependency>

            <!--使用Logback作為日志系統(tǒng)，自帶會引入SLF4J-->
            <dependency>
                <groupId>ch.qos.logback</groupId>
                <artifactId>logback-classic</artifactId>
                <version>${logback.version}</version>
            </dependency>

        </dependencies>
    </dependencyManagement>

    <dependencies>

        <dependency>
            <groupId>org.apache.mina</groupId>
            <artifactId>mina-core</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>ch.qos.logback</groupId>
            <artifactId>logback-classic</artifactId>
        </dependency>

    </dependencies>


    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
                <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
                <version>3.6.2</version>
                <configuration>
                    <source>${java.version}</source>
                    <target>${java.version}</target>
                </configuration>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>

MINA自帶就會使用SLF4J作為其日志框架，但是其引入的版本是1.7.21，而我們使用Logback也會自動引入SLF4J的包，其使用的版本是1.7.25。我們這里排除掉MINA自動引入的版本，使用1.7.25的SLF4J-API包。

2.編寫Server端主程序

package com.panlingxiao.mina.quickstart;

import org.apache.mina.core.service.IoAcceptor;
import org.apache.mina.core.service.IoService;
import org.apache.mina.core.service.IoServiceListener;
import org.apache.mina.core.session.IdleStatus;
import org.apache.mina.core.session.IoSession;
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;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.SocketAddress;
import java.nio.charset.Charset;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * Created by panlingxiao on 2017/8/13.
 * 基于Mina的時間服務器
 */
public class MinaTimeServer {


    private static final int PORT = 9123;

    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(MinaTimeServer.class);


    public static void main(String[] args) throws Exception {

        IoAcceptor acceptor = new NioSocketAcceptor();  // 1
        //添加日志處理器 2.
        acceptor.getFilterChain().addLast("logger", new LoggingFilter());
        //添加編解碼處理器,讀取一行數(shù)據(jù)作為一個報文
        acceptor.getFilterChain().addLast("codec", new ProtocolCodecFilter(new TextLineCodecFactory(Charset.forName("UTF-8"))));
        //3.設(shè)置IoHandler
        acceptor.setHandler(new TimeServerHandler());
      
       //4.配置IoSession的屬性
        acceptor.getSessionConfig().setReadBufferSize(2048);
        acceptor.getSessionConfig().setIdleTime(IdleStatus.BOTH_IDLE, 10);

        //5.在端口綁定前添加IOServiceListener,否則事件無法監(jiān)聽到
        acceptor.addListener(new IoServiceListener() {
            @Override
            public void serviceActivated(IoService service) throws Exception {
                logger.info("{} active", service);
            }

            @Override
            public void serviceIdle(IoService service, IdleStatus idleStatus) throws Exception {

            }

            @Override
            public void serviceDeactivated(IoService service) throws Exception {

            }

            @Override
            public void sessionCreated(IoSession session) throws Exception {
                logger.info("{} create session,session:{}", session);
            }

            @Override
            public void sessionClosed(IoSession session) throws Exception {

            }

            @Override
            public void sessionDestroyed(IoSession session) throws Exception {

            }
        });

        //6.如果不指定端口，則由OS隨機分配一個可用端口
        //acceptor.bind();
        acceptor.bind(new InetSocketAddress(PORT));
    }
}

首選我們創(chuàng)建了一個IOAcceptor，它用于監(jiān)聽網(wǎng)絡端口，等待進來的連接，以及客戶端發(fā)送過來的報文。對于一個新的連接，一個新的Session會被創(chuàng)建。Session是MINA對客戶端連接的一個封裝實現(xiàn)，不讓用戶直接去處理JDK原生的SocketChannel。
設(shè)置了兩個IoFilter，第一個是用于日志記錄，每當有接受到連接或者讀取到數(shù)據(jù)，都將日志輸出。第二個是用于數(shù)據(jù)的編解碼，以一行數(shù)據(jù)作為一個報文的形式，將讀取的數(shù)據(jù)解碼成一個字符串，同時也將輸出的字符串轉(zhuǎn)換成對應的ByteBuffer輸出。
設(shè)置IoHandler，它的作用就是用于處理具體的業(yè)務邏輯的。這里的業(yè)務邏輯非常簡單，就是將當前的日期向客戶端輸出。
通過IoSessionConfig設(shè)置IoSession的屬性，setReadBufferSize(2048)表示每一次讀取最大的字節(jié)數(shù)為2048個字節(jié)，setIdleTime(IdleStatus.BOTH_IDLE, 10)表示設(shè)置一個網(wǎng)絡連接在10秒之內(nèi)都沒有讀寫，則認為是一次閑置。后面可以統(tǒng)計到一個連接出現(xiàn)了多少次閑置，業(yè)務上可以根據(jù)閑置的次數(shù)，當其達到最大值時，將連接斷開，從而降低不必要的資源開銷。
添加IoServiceListener去監(jiān)聽當前IoAcceptor所發(fā)生的事件。在Server端，如果當端口綁定成功之后，IoAcceptor就會處于active狀態(tài)，此時IoServiceListener的serviceActivated就會得到通知。
最后，我們通過指定服務器端的端口，讓IoAcceptor監(jiān)聽給定的端口。

3.編寫IoHandler

package com.panlingxiao.mina.quickstart;

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

import java.util.Date;

/**
 * Created by panlingxiao on 2017/8/13.
 */
public class TimeServerHandler extends IoHandlerAdapter {

   private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(TimeServerHandler.class);

    //1
    @Override
    public void exceptionCaught(IoSession session, Throwable cause) throws Exception {
        cause.printStackTrace();
    }
  
    //2
    @Override
    public void sessionIdle(IoSession session, IdleStatus status) throws Exception {
       logger.info("IDLE " + session.getIdleCount(status));
    }
  
    //3
    @Override
    public void messageReceived(IoSession session, Object message) throws Exception {
        String str = message.toString();
        if (str.trim().equalsIgnoreCase("quit")) {
            session.closeNow().addListener(future -> {
             logger.info("Session Close");
          });
            return;
        }

        Date date = new Date();
        //通過添加IOFutureListener,回調(diào)得到結(jié)果
        session.write(date.toString()).addListener((ioFuture) -> {
            if (ioFuture.isDone()) {
                logger.info("Message written...");
            }
        });

    }
}

在這里，我們并沒有直接去實現(xiàn)IoHandler接口，而是去繼承IoHandlerAdapter。這里使用了一個典型的適配器模式，通過在IoHandlerAdapter中去重寫需要的方法。下面我們看一下這幾個重寫的方法：

exceptionCaught方法見名知意，當在執(zhí)行處理過程中發(fā)生異常時會得到調(diào)用。這里的異常包括由網(wǎng)絡引起的IOExcetpion，或者是由于IoHandler處理業(yè)務邏輯而引起的異常等，都會調(diào)用該方法來處理。這里我們只是簡單地將異常輸出而已，在實際的開發(fā)中，我們可以根據(jù)自己的業(yè)務，向另外一方影響一個錯誤處理的消息。
當連接在指定時間內(nèi)沒有發(fā)生網(wǎng)絡讀寫時，IoService就將該連接的Idle次數(shù)加1。此時sessionIdle方法就會得到調(diào)用。該方法只針對面向連接的協(xié)議有效，如果我們使用UDP這種無連接的傳輸模式時，該方法就不會被執(zhí)行。
最后我們完成當接受到消息的處理。由于前面已經(jīng)經(jīng)過IoFilter對數(shù)據(jù)的解碼處理，因此我們接受到的數(shù)據(jù)就是一個String類型。如果我們接受到的數(shù)據(jù)是一個quit,那么服務器端則主動關(guān)閉連接；否則的話，我們將當前時間返回給客戶端。需要注意的是，MINA與Netty一樣，都是一個異步處理的框架，因此我們在處理一個操作的時候，建議通過添加IoFutureListener的方式來獲取執(zhí)行的返回結(jié)果。

4.演示結(jié)果

Server端日志

通過telnet連接

客戶端架構(gòu)

在分析完服務器的結(jié)構(gòu)之后，我們再來看一下客戶端的結(jié)構(gòu)。仔細看我們會發(fā)現(xiàn)，客戶端結(jié)構(gòu)與服務器端結(jié)構(gòu)唯一的不同就在于，IOAcceptor被換成了IOConnector。

客戶端代碼示例

package com.panlingxiao.mina.quickstart.client;

import org.apache.mina.core.service.IoConnector;
import org.apache.mina.core.service.IoService;
import org.apache.mina.core.service.IoServiceListener;
import org.apache.mina.core.session.IdleStatus;
import org.apache.mina.core.session.IoSession;
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;

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

/**
 * Created by panlingxiao on 2017/8/28.
 */
public class MinaTimeClient {

    public static void main(String[] args) throws Throwable {
        //創(chuàng)建IOConnector，用于完成與服務器建立連接
        IoConnector connector = new NioSocketConnector();
        //添加IoFilter
        connector.getFilterChain().addLast("logger", new LoggingFilter());
        connector.getFilterChain().addLast("codec", new ProtocolCodecFilter(new TextLineCodecFactory(Charset.forName("UTF-8"))));
        //設(shè)置IoHandler
        connector.setHandler(new TimeClientHandler());

        //添加監(jiān)聽器，獲取IOConnector的事件通知
        connector.addListener(new IoServiceListener() {
            @Override
            public void serviceActivated(IoService service) throws Exception {

            }

            @Override
            public void serviceIdle(IoService service, IdleStatus idleStatus) throws Exception {

            }

            @Override
            public void serviceDeactivated(IoService service) throws Exception {

            }

            @Override
            public void sessionCreated(IoSession session) throws Exception {

            }

            @Override
            public void sessionClosed(IoSession session) throws Exception {

            }

            @Override
            public void sessionDestroyed(IoSession session) throws Exception {
                //當關(guān)閉完成session銷毀之后，將IOConnector資源釋放
                connector.dispose();
            }
        });

        //連接服務器
        connector.connect(new InetSocketAddress(9123));
    }
}

package com.panlingxiao.mina.quickstart.client;

import org.apache.mina.core.service.IoHandlerAdapter;
import org.apache.mina.core.session.IoSession;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;

/**
 * Created by panlingxiao on 2017/8/28.
 */
public class TimeClientHandler extends IoHandlerAdapter {
    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(TimeClientHandler.class);

    private int counter = 0;

    private int num = 100;

    @Override
    public void exceptionCaught(IoSession session, Throwable cause) throws Exception {
        super.exceptionCaught(session, cause);
    }

    @Override
    public void sessionOpened(IoSession session) throws Exception {
        //當連接建立之后，客戶端主動向服務器發(fā)送100條消息
        for (int i = 0; i < num; i++) {
            session.write("hello:" + i);
        }
    }

    @Override
    public void messageReceived(IoSession session, Object message) throws Exception {
        counter++;
        logger.info("receive message:{},counter:{}", message, counter);
          //當客戶端接受到100條消息后，主動斷開連接
        if(num == counter){
            session.closeNow();
        }
    }
}

客戶端運行結(jié)果

總結(jié)

至此，我們已經(jīng)學習完了MINA的整體結(jié)構(gòu)以及它的組成部分。在后面會開始分析NIOSocketAcceptor的實現(xiàn)，分析端口的綁定過程、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的讀寫過程、Session的創(chuàng)建過程、以及一個網(wǎng)絡事件是如果通過IoFilter一層層地傳遞到IoHandler等內(nèi)容。

參考

http://mina.apache.org/mina-project/userguide/ch2-basics/ch2-basics.html

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【MINA學習筆記】—— 1.體系結(jié)構(gòu)分析

【MINA學習筆記】—— 1.體系結(jié)構(gòu)分析

前言

MINA宏觀架構(gòu)

MINA中的組件

MINA服務器端架構(gòu)

MINA服務器示例

1.添加maven的pom依賴

2.編寫Server端主程序

3.編寫IoHandler

4.演示結(jié)果

客戶端架構(gòu)

客戶端代碼示例

總結(jié)

參考

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前言

MINA宏觀架構(gòu)

MINA中的組件

MINA服務器端架構(gòu)

MINA服務器示例

1.添加maven的pom依賴

2.編寫Server端主程序

3.編寫IoHandler

4.演示結(jié)果

客戶端架構(gòu)

客戶端代碼示例

總結(jié)

參考

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