网络通信应用框架apache mina(一)

xiaoxiao2021-02-28  62

Apache Mina Server 是一个网络通信应用框架,也就是说,它主要是对基于TCP/IP、UDP/IP协议栈的通信框架(当然,也可以提供JAVA 对象的序列化服务、虚拟机管道通信服务等),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(Mina 的异步IO 默认使用的是JAVA NIO 作为底层支持)操作的编程模型。Mina 主要有1.x 和2.x 两个分支,这里我们讲解最新版本2.0,如果你使用的是Mina 1.x,那么可能会有一些功能并不适用。学习本文档,需要你已掌握 JAVA IO、JAVA NIO、JAVASocket、JAVA 线程及并发库(java.util.concurrent.*)的知识。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都处于如下的位:

可见Mina 的API 将真正的网络通信与我们的应用程序隔离开来,你只需要关心你要发送、接收的数据以及你的业务逻辑即可。同样的,无论是哪端,Mina 的执行流程如下所示:

(1.) IoService:这个接口在一个线程上负责套接字的建立,拥有自己的Selector,监听是否有连接被建立。 (2.) 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。 (3.) 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。 (4.) 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。 1.简单的TCPServer: (1) 第一步:编写IoService按照上面的执行流程,我们首先需要编写IoService,IoService 本身既是服务端,又是客户端,我们这里编写服务端,所以使用IoAcceptor 实现,由于IoAcceptor 是与协议无关的,因为我们要编写TCPServer,所以我们使用IoAcceptor 的实现NioSocketAcceptor,实际上底层就是调用java.nio.channels.ServerSocketChannel 类。当然,如果你使用了Apache 的APR 库,那么你可以选择使用AprSocketAcceptor 作为TCPServer 的实现,据传说Apache APR库的性能比JVM 自带的本地库高出很多。那么IoProcessor 是由指定的IoService 内部创建并调用的,我们并不需要关心。 public class MyServer { main方法: IoAcceptor acceptor=new NioSocketAcceptor(); acceptor.getSessionConfig().setReadBufferSize(2048); acceptor.getSessionConfig.setIdleTime(IdleStatus.BOTH_IDLE,10); acceptor.bind(new InetSocketAddress(9123)); } 这段代码我们初始化了服务端的TCP/IP 的基于NIO 的套接字,然后调用IoSessionConfig设置读取数据的缓冲区大小、读写通道均在10 秒内无任何操作就进入空闲状态。 (2) 第二步:编写过滤器 这里我们处理最简单的字符串传输,Mina 已经为我们提供了TextLineCodecFactory 编解码器工厂来对字符串进行编解码处理。 acceptor.getFilterChain().addLast("codec", new ProtocolCodecFilter( new TextLineCodecFactory(Charset.forName("UTF-8"), LineDelimeter.WINDOWS.getValue(), LineDelimiter. WINDOWS.getValue() ) ) ); 这段代码要在acceptor.bind()方法之前执行,因为绑定套接字之后就不能再做这些准备工作了。 这里先不用清楚编解码器是如何工作的,这个是后面重点说明的内容,这里你只需要清楚,我们传输的以换行符为标识的数据,所以使用了Mina 自带的换行符编解码器工厂。 (3.) 第三步:编写IoHandler这里我们只是简单的打印Client 传说过来的数据。 public class MyIoHandler extends IoHandlerAdapter { // 这里我们使用的SLF4J作为日志门面,至于为什么在后面说明。 private final static Logger log = LoggerFactory.getLogger(MyIoHandler.class); @Override public void messageReceived(IoSession session, Object message) throws Exception { String str = message.toString(); log.info("The message received is [" + str + "]"); if (str.endsWith("quit")) { session.close(true); return; } } } 然后我们把这个IoHandler 注册到IoService:acceptor.setHandler(new MyIoHandler());当然这段代码也要在acceptor.bind()方法之前执行。 然后我们运行MyServer 中的main 方法,你可以看到控制台一直处于阻塞状态,此时,我们用telnet 127.0.0.1 9123 访问,然后输入一些内容,当按下回车键,你会发现数据在Server 端被输出,但要注意不要输入中文,因为Windows 的命令行窗口不会对传输的数据进行UTF-8 编码。当输入quit 结尾的字符串时,连接被断开。这里注意你如果使用的操作系统,或者使用的Telnet 软件的换行符是什么,如果不清楚,可以删掉第二步中的两个红色的参数,使用TextLineCodec 内部的自动识别机制。 2.简单的TCPClient: 这里我们实现Mina 中的TCPClient,因为前面说过无论是Server 端还是Client 端,在Mina中的执行流程都是一样的。唯一不同的就是IoService 的Client 端实现是IoConnector。 (1.) 第一步:编写IoService并注册过滤器 public class MyClient { main方法: IoConnector connector=new NioSocketConnector(); connector.setConnectTimeoutMillis(30000); connector.getFilterChain().addLast("codec", new ProtocolCodecFilter( new TextLineCodecFactory( Charset.forName("UTF-8"), LineDelimiter.WINDOWS.getValue(), LineDelimiter.WINDOWS.getValue() ) ) ); connector.connect(new InetSocketAddress("localhost", 9123)); } (2.) 第三步:编写IoHandler public class ClientHandler extends IoHandlerAdapter { private final static Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(ClientHandler.class); private final String values; public ClientHandler(String values) { this.values = values; } @Override public void sessionOpened(IoSession session) { session.write(values); } } 注册IoHandler: connector.setHandler(new ClientHandler("你好!\r\n 大家好!")); 然后我们运行MyClient,你会发现MyServer 输出如下语句: The message received is [你好!] The message received is [大家好!] 我们看到服务端是按照收到两条消息输出的,因为我们用的编解码器是以换行符判断数据是否读取完毕的。 总结: 我们在这里已经简单的完成了使用mina进行网络通信,client和server之间传输一些数据,当然这是最基本的使用,后续我们会详细的介绍一些api以及更加具体复杂的案例。
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