深入理解Apache Mina（5）---- 配置Mina的 线程模型

在Mina的使用中，线程池的配置一个比较关键的环节，同时它也是Mina性能提高的一个有效的方法，在Mina的2.0以上版本中已经不再需要对Mina线程池的配置了，本系列文章都是基于当前的稳定版本Mina 1.1.7版来进行讲述的，Mina的2.0以上版本现在还都是M(millestone,即里程碑)版的，在1.5版本上2.0M版为稳定版本，但是在1.5+以上则为非稳定版本，所以，为了更好的进行讨论和学习，还是基于Mina 1.1.7版本进行讨论，如果使用Mina 2.0进行开发要注意JDK的版本问题，当然如果有能力的话也可以自行修改和编译Mina的2.0版本，这里对此就不再多说，使用2.0版本的同学可以不用理会本文的内容。

 

 

上面的内容都是基于Apache Mina提供的文档讲述，如有需要，请自行查找相关资料，在此不再赘述。

下面开始对Mina的线程模型的配置、使用、及ExcutorFilter的基本原理进行简单的讲解。

配置Mina的三种工作线程

在Mina的NIO模式中有三种I/O工作线程（这三种线程模型只在NIO Socket中有效，在NIO数据包和虚拟管道中没有，也不需要配置）：
Acceptor thread
该线程的作用是接收客户端的连接，并将客户端的连接导入到I/O processor线程模型中。所谓的I/O processor线程模型就是Mina的I/O processor thread。Acceptor thread在调用了Acceptor.bind()方法后启动。每个Acceptor只能创建一个Acceptor thread，该线程模型不能配置，它由Mina自身提供。
Connector thread
该线程模型是客户端的连接线程模型，它的作用和Acceptor thread类似，它将客户端与服务器的连接导入到I/O processor线程模型中。同样地，该线程模型也是由Mina的客户端自动创建，该线程模型也不能进行配置。
I/O processor thread
该线程模型的主要作用就行接收和发送数据，所有的IO操作在服务器与客户端的连接建立后，所有的数据的接收和发送都是有该线程模型来负责的，知道客户端与服务器的连接关闭，该线程模型才停止工作。该线程模型可以由程序员根据需要进行配置。该线程模型默认的线程的数量为cpu的核数+1。若你的cpu为双核的，则你的I/O processor 线程的最大数量为3，同理若你的若你的cpu为四核的，那么你的I/O processor 线程的最大数量为5。

由上面的内容我们可以知道在Mina中可以配置的线程数量只有I/O processor，对于每个IoService再创建其实例的时候可以配置该IoService的I/O processor的线程数量。在SokcetConnector和SocketAccpetor中I/O Processor的数量是由CPU的核数+1来决定的。

他们的配置方式如下：  

        /***
         * 配置SocketAcceptor监听器的I/O Processor的线程的数量,
         * 此处的I/O Processor的线程数量由CPU的核数决定，但Acceptor
         * 的线程数量只有一个，也就是接收客户端连接的线程数只有一个，
         * Acceptor的线程数量不能配置。
         * */
        SocketAcceptor acceptor = new SocketAcceptor(Runtime.getRuntime()
                .availableProcessors() + 1, Executors.newCachedThreadPool());

        /***
         * 配置SocketConnector监听器的I/O Processor的线程的数量,
         * 此处的I/O Processor的线程数量由CPU的核数决定，但SocketConnector
         * 的线程数量只有一个，也就是接收客户端连接的线程数只有一个，
         * SocketConnector的线程数量不能配置。
         * */
        SocketConnector connector = new SocketConnector(Runtime.getRuntime()
                .availableProcessors() + 1, Executors.newCachedThreadPool());    

  在上面的配置比较难以理解的地方就是Runtime.getRuntime().availableProcessors() + 1，它的意思就是由JVM根据系统的情况(即CPU的核数)来决定IO Processor的线程的数量。虽然这个线程的数量是在SocketAcceptor /SocketConnector 的构造器中进行的，但是对于SocketAcceptor /SocketConnector自身的线程没有影响，SocketAcceptor /SocketConnector的线程数量仍然为1。为SocketAcceptor /SocketConnector本身就封装了IO Processor，SocketAcceptor /SocketConnector只是由一个单独的线程来负责接收外部连接/向外部请求建立连接，当连接建立后，SocketAcceptor /SocketConnector会把数据收发的任务转交I/O Processor的线程。这个在本系列文章的《IoFilter和IoHandler的区别和联系》中的图示中可以看。

图中清晰的显示了IO Processor就是位于IoService和IoFilter之间，IoService负责和外部建立连接，而IoFilter则负责处理接收到的数据，IoProcessor则负责数据的收发工作。

关于配置IO Processor的线程数量还有一种比较“笨”的办法，那就一个一个试，你可以根据你的PC的硬件情况从1开始，每次加1，然后得出IO Processor的最佳的线程的数量。但是这种方式个人建议最好不要用了，上面的方法足矣。配置方法如下：

//从1--N开始尝试，N的最大数量为CPU核数+1
SocketAcceptor acceptor = new SocketAcceptor(N, Executors.newCachedThreadPool());     

 

为Mina的IoFilterChain添加线程池

在Mina的API中提供了一个ExecutorFilter，该线程池实现了IoFilter接口，它可以作为一个IoFilter添加到IoFilterChain中，它的作用就是将I/O Processor中的事件通过其自身封装的一个线程池来转发到下一个过滤器中。在没有添加该线程模型时，I/O Processor的事件是通过方法来触发的，然后转发给IoHandler。在没有添加该线程池的时候，所有的事件都是在单线程模式下运行的，也就是说有的事件和处理(IO Processor，IoHandler，IoFilter)都是运行在同一个线程上，这个线程就是IO Processor的线程，但是这个线程的数量受到CPU核数的影响，因此系统的性能也直接受CPU核数的影响。

比较复杂的应用一般都会用到该线程池，你可以根据你的需求在IoFilterchain中你可以添加任意数量的线程池，这些线程池可以组合成一个事件驱动(SEDA)的处理模型。对于一般的应用来说不是线程的数量越多越好，线程的数量越多可能会加剧CPU切换线程所耗费的时间，反而会影响系统的性能，因此，线程的数量需要根据实际的需要由小到大，逐步添加，知道找到适合你系统的最佳线程的数量。ExcutorFilter的配置过程如下：

SocketAcceptor acceptor = ...;  
DefaultIoFilterChainBuilder filterChainBuilder = acceptor.getDefaultConfig().getFilterChain();  
filterChainBuilder.addLast("threadPool", new ExecutorFilter(Executors.newCachedThreadPool());     

 在配置该线程池的时候需要注意的一个问题是，当你使用自定的ProtocolCodecFactory时候一定要将线程池配置在该过滤器之后，如下所示：

DefaultIoFilterChainBuilder filterChainBuilder = acceptor.getDefaultConfig().getFilterChain();  
// 和CPU绑定的操作配置在过滤器的前面
filterChainBuilder.addLast("codec", new ProtocolCodecFactory(...));  
// 添加线程池  
filterChainBuilder.addLast("threadPool", new ExecutorFilter(Executors.newCachedThreadPool());    

 因为你自己实现的ProtocolCodecFactory直接读取和转换的是二进制数据，这些数据都是由和CPU绑定的I/O Processor来读取和发送的，因此为了不影响系统的性能，也应该将数据的编解码操作绑定到I/O Processor线程中，因为在Java中创建和线程切换都是比较耗资源的，因此建议将ProtocolCodecFactory配置在ExecutorFilter的前面。关于ProtocolCodecFactory详细讲述会在后续的文档中给出，此处就不多说了。

最后给出一个服务器线程模型完整配置的例子，该例子和KFCClient一起配置使用，详细代码在附件中，此处只给出代码的主要部分：       

SocketAddress address = new InetSocketAddress("localhost", 4321);
        /***
         * 配置SocketAcceptor监听器的I/O Processor的线程的数量, 此处的I/O
         * Processor的线程数量由CPU的核数决定，但Acceptor 的线程数量只有一个，也就是接收客户端连接的线程数只有一个，
         * Acceptor的线程数量不能配置。
         * */
        IoAcceptor acceptor = new SocketAcceptor(Runtime.getRuntime()
                .availableProcessors() + 1, Executors.newCachedThreadPool());

        acceptor.getDefaultConfig().setThreadModel(ThreadModel.MANUAL);
        // 配置数据的编解码器
        acceptor.getDefaultConfig().getFilterChain().addLast("codec",
                new ProtocolCodecFilter(new ObjectSerializationCodecFactory()));

        // 此处为你自己实现的编解码器
        // config.getFilterChain().addLast("codec", new
        // ProtocolCodecFactory(...));

        // 为IoFilterChain添加线程池
        acceptor.getDefaultConfig().getFilterChain().addLast("threadPool",
                new ExecutorFilter(Executors.newCachedThreadPool()));
        acceptor.getDefaultConfig().getFilterChain().addLast("logger",
                new LoggingFilter());
        // 绑定服务器端口
        acceptor.bind(address, new KFCFoodPriceHandler());
        System.out.println("  服务器开始在 8000 端口监听 .......");
        // ==========================================//
        // 此处为客户端的I/O Processor线程数的配置，你可以模仿 //
        // IoAcceptor配置来实现 //
        // ==========================================//
        /***
         * 配置SocketConnector监听器的I/O Processor的线程的数量, 此处的I/O
         * Processor的线程数量由CPU的核数决定，但SocketConnector
         * 的线程数量只有一个，也就是接收客户端连接的线程数只有一个， SocketConnector的线程数量不能配置。
         * */
        // SocketConnector connector = new SocketConnector(Runtime.getRuntime()
        // .availableProcessors() + 1, Executors.newCachedThreadPool());
    }    

评论

3 楼 ChinaEstone 2009-10-15  

doyourbest 写道

acceptor.getDefaultConfig().setThreadModel(ThreadModel.MANUAL); 
IoAcceptor 接口好像没有定义getDefaultConfig（）方法？
请检查

谢谢，这个我会仔细检查的。

2 楼 doyourbest 2009-10-15  

acceptor.getDefaultConfig().setThreadModel(ThreadModel.MANUAL); 
IoAcceptor 接口好像没有定义getDefaultConfig（）方法？
请检查

1 楼 doyourbest 2009-10-15  

不错，石头写的很认真！
支持