`
zhaohaolin
  • 浏览: 1003129 次
  • 性别: Icon_minigender_1
  • 来自: 杭州
社区版块
存档分类
最新评论

基于MINA构建简单高性能的NIO应用-MINA架构<转>

    博客分类:
  • Mina
 
阅读更多
19 February 2010

本文为Sparkle发于《程序员》2008年2月刊的文章,与《程序员》的协议,可以在个人博客中发布,转载请保留出处。

MINA架构

这里,我借用了一张Trustin Lee在Asia 2006的ppt里面的图片来介绍MINA的架构。

(图略)

Remote Peer就是客户端,而下方的框是MINA的主要结构,各个框之间的箭头代表数据流向。 大家可以对比刚刚的例子来看这个架构图,IoService就是整个MINA的入口,负责底层的IO操作,客户端发过来的消息就是由它处理。刚刚我们使用的IoAcceptor就是一个IoService,之所以抽象成IoService,是因为MINA用同样的架构来处理服务器和客户端编程,IoService的另一个子类就是IoConnector,用于客户端。不过根据笔者的使用经验,使用非阻塞的模型进行客户端编程非常的不方便,你最好寻求其他的阻塞通讯框架。 IoService把数据转化成一个一个的事件,传递给IoFilterChain。你可以加入一连串的IoFilter,进行各种功能。笔者的建议是将一些功能性的,业务不相关的代码,用IoFilter来实现,使得整个应用结构更清晰,也方便代码重用。(Article by Sparkle) 被IoFilter处理过的事件,发送给 IoHandler,然后我们在这里实现具体的业务逻辑。这个部分很简单,如果你有Swing的使用经验的话,你会发现它跟Swing的事件非常相像,你要做的事情,仅仅是重载你需要的方法,然后编写具体的业务功能。在这其中,最重要的一个方法就是messageReceived了。 值得留意的是一个IoSession的类,每一个IoSession实例代表这一个连接,我们需要对连接进行的任何操作都通过这个类来实现。 从IoHandler通过调用IoSession.write等方法向客户端发送的消息,会通过跟输入数据相反的次序依次传递,直至由IoService负责把数据发送给客户端。 这就已经是MINA的全部,是不是很简单。

接下来,我会详细介绍我们编写具体代码的时候主要涉及到的三个类,IoHandler、IoSession和IoFilter。

IoHandler

public interface IoHandler {
  void sessionCreated(IoSession session) throws Exception;
  void sessionOpened(IoSession session) throws Exception;
  void sessionClosed(IoSession session) throws Exception;
  void sessionIdle(IoSession session, IdleStatus status) throws Exception;
  void exceptionCaught(IoSession session, Throwable cause) throws Exception;
  void messageReceived(IoSession session, Object message) throws Exception;
  void messageSent(IoSession session, Object message) throws Exception;
}

MINA的内部实现了一个事件模型,而IoHanlder则是所有事件最终产生响应的位置。每一个方法的名字很明确表明该事件的含义。messageReceived是接收客户端消息的事件,我们应该在这里实现业务逻辑。messageSent是服务器发送消息的事件,一般情况下我们不会使用它。sessionClosed是客户端断开连接的事件,可以在这里进行一些资源回收等操作。值得留意的是,客户端连接有两个事件,sessionCreated和sessionOpened,两者稍有不同,sessionCreated是由I/O processor线程触发的,而sessionOpened在其后,由业务线程触发的,由于MINA的I/O processor线程非常少,因此如果我们真的需要使用sessionCreated,也必须是耗时短的操作,一般情况下,我们应该把业务初始化的功能放在sessionOpened事件中。(Article by Sparkle) 细心的读者可能会发现,我们刚刚的例子继承的是IoHandlerAdapter,IoHandlerAdapter其实就是一个IoHanlder的空的实现,这样我们就可以不用重载不感兴趣的事件。

IoSession

IoSession是一个接口,MINA里很多的地方都使用接口,很好地体现了面向接口编程的思想。它提供了对当前连接的操作功能,还有用户定义属性的存储功能,这点非常重要。IoSession是线程安全的,也就是我们能够在多线程环境中随意操作IoSession,这点给开发带来很大的好处。我们来看看具体提供的方法,笔者列举一些比较常用和重要的方法

WriteFuture write(Object message)
CloseFuture close();

Object getAttribute(String key);
Object setAttribute(String key, Object value);
Object removeAttribute(String key);
Set getAttributeKeys();

boolean isConnected();
boolean isClosing();
SocketAddress getRemoteAddress();
boolean isIdle(IdleStatus status);

在这里,笔者把IoSession的方法大致分成三类 第一类,连接操作功能。 最主要的方法有两个,向客户端发送消息和断开连接。可以看的出,write接受的变量是一个Object,但是实际上应该传入什么类型呢?具体还得看你是否使用了ProtocolCodecFilter(下面会详细介绍),如果使用了ProtocolCodecFilter,那这个message将可能是一个String,或者是一个用户定义的JavaBean。默认的情况,message是一个ByteBuffer。ByteBuffer是MINA的一个类,跟java.nio.ByteBuffer类同名,MINA 2.0将会将它改成IoBuffer,以避免讨论上的误会。(Article by Sparkle) 另一个值得留意的是Future类,MINA是一个非阻塞的通信框架,其中一个明显的体现就是调用IoSession.write方法是不会阻塞的。用户调用了write方法之后,消息内容会发到底层等候发送,至于什么时候发出,就不得而知了。当然,实际上调用了write之后,数据几乎是立刻发出的,这得益与NIO的高性能。但是,如果我们必须确认了消息发出,然后进行某些处理,我们就需要使用Future类,以下是一个很常见的代码

IoSession session = ...;
WriteFuture future = session.write(...);
// Wait until the message is completely written out to the O/S buffer.
future.join();
if( future.isWritten() )  {
  // The message has been written successfully.
}  else  {
  // The messsage couldn't be written out completely for some reason.
  // (e.g. Connection is closed)
}

通过调用future.join,程序就会阻塞,直至消息处理结束。我们还能通过future.isWritten得知消息是否成功发送。 在这里,笔者顺便说一个实际使用的发现,消息发送是会自动合并的,简单来说,如果在很短的时间里,对同一个IoSession进行了两次write操作,客户端有可能只收到一条消息,而这条消息就是服务器发出的两条消息前后接起来。这样的设计可以在高并发的时候节省网络开销,而笔者的实际使用过程中,效果也相当好。但是如果这样行为会导致客户端工作不正常,你也可以通过参数关闭它。

第二类,属性存储操作。 通常来说,我们的系统是有用户状态的,我们就需要在连接上存储用户属性,IoSession的Attribute就是这样一个功能。例如两个连接同时连入服务器,一个连接是用户A,用户ID是13,另一个连接是用户B,用户ID是14,我们就可以在用户登录成功之后,调用IoSession.setAttribute(“login_id”,13),然后在其后的操作中,通过IoSession.getAttribute(“login_id”)获得当前登录用户ID,并进行相应的操作。简单来说,就是一个类似HttpSession的功能,当然具体的实现方法不一样。(Article by Sparkle)

第三类,连接状态。 这里就不多说了,从方法名上我们就能知道它具体的功能。

IoFilter

过滤器是MINA的一个很重要的功能。IoFilter也是一个接口,但是相对比较复杂,这里就不列举它的方法了。简单来说IoFilter就像ServletFilter,在事件被IoHandler处理之前或之后进行一些特定的操作,但是它比ServletFilter复杂,可以处理很多种事件,除了包括IoHandler的7个事件以外,还有一些内部的事件可以进行操作。 MINA提供了一些常用的IoFilter实现,例如有LoggingFilter(日志功能)、BlacklistFilter(黑名单功能)、CompressionFilter(压缩功能)、SSLFilter(SSL支持),这些过滤器比较简单,通过阅读它们的源代码,能够更进一步理解过滤器的实现。笔者在这里要重点介绍两个过滤器,ProtocolCodecFilter和ExecutorFilter

ProtocolCodecFilter

网络传输的内容其实本质是一个二进制流,但是我们的业务功能不会,或者说不应该去直接操作二进制流。MINA默认向IoHandler传入的message是一个ByteBuffer,如果我们直接在IoHandler操作ByteBuffer,会导致大量协议分析的代码和实际的业务代码混杂在一起。最适合的做法,就是在IoFilter把ByteBuffer转换成String或者JavaBean,ProtocolCodecFilter正是这样的一个功能的过滤器。 使用ProtocolCodecFilter很简单,我们只要把ProtocolCodecFilter加入到FilterChain就可以了,但是我们需要提供一个ProtocolCodecFactory。其实ProtocolCodecFilter仅仅是实现了过滤器部分的功能,它会将最终的转换工作,交给从ProtocolCodecFactory获得的Encode和Decode。如果我们需要编写自己的ProtocolCodec,就应该从ProtocolCodecFactory入手。MINA内置了几个ProtocolCodecFactory,比较常用的就是ObjectSerializationCodecFactory和TextLineCodecFactory。(Article by Sparkle) ObjectSerializationCodecFactory是Java Object序列化之后的内容直接跟ByteBuffer互相转化,比较适合两端都是Java的情况使用。TextLineCodecFactory就是String跟ByteBuffer的转化,说白了就是文本,例如你要实现一个SMTP服务器,或者POP服务器,就可以使用它。而笔者的实际使用,大多数情况都是使用TextLineCodecFactory。 这里提及一下IoFilter的顺序问题,IoFilter是有加入顺序的,例如,先加入LoggingFilter再加入ProtocolCodecFilter,和先加入ProtocolCodecFilter再加入LoggingFilter的效果是不一样的,前者LoggingFilter写入日志的内容是ByteBuffer,而后者写入日志的是转换后具体的类,例如String。实际使用的时候,一定要处理好过滤器的顺序。

ExecutorFilter

另一个重要的过滤器就是ExecutorFilter。这里,我需要先说明一下MINA的线程工作模式,MINA默认是单线程处理所有客户端的消息,也就是说,即使你在一台8CPU的机器上面跑,可能也只用到一个CPU,另外,如果某次消息处理太耗时,就会导致其他消息等待,整体的吞吐量下降。很多朋友抱怨MINA的性能差,其实是因为他们没有加入ExecutorFilter的缘故。ExecutorFilter设计的很精巧,大家可以仔细阅读一下源代码,它会将同一个连接的消息合并起来按顺序调用,不会出现两个线程同时处理同一个连接的情况。(Article by Sparkle) 这里再次提及IoFitler的顺序问题,一般情况下,我们会将ExecutorFilter放在ProtocolCodecFilter之后,因为我们不需要多线程地执行ProtocolCodec操作,用单一线程来进行ProtocolCodec性能会比较高,而具体的业务逻辑可能还设计数据库操作,因此更适合放在不同的线程中运行。

文章快速索引

  1. 前言
  2. 一个简单的例子
  3. MINA架构
  4. 优化指南
分享到:
评论

相关推荐

    基于MINA构建高性能的NIO应用

    ### 基于MINA构建高性能的NIO应用 #### 概述 MINA作为一款优秀的客户端/服务器架构下的Java服务器框架,凭借其强大的功能和灵活性,在开发高性能网络应用程序方面表现突出。本文将深入探讨MINA的核心概念、优势...

    基于MINA构建简单高性能的NIO应用.pdf

    "基于MINA构建简单高性能的NIO应用.pdf" 这个标题指出,文档主要讨论如何使用MINA框架来构建一个基于非阻塞I/O (Non-blocking I/O, NIO) 的应用程序。MINA是一个开源的Java框架,专为网络通信设计,特别是高性能、高...

    基于MINA构建简单高性能的NIO应用

    综上所述,通过MINA框架,可以有效地构建出简单、高性能的NIO应用。MINA作为一套成熟的网络应用框架,其提供的丰富接口与组件大大简化了网络编程的复杂度,提高了开发效率。通过示例中的时间服务器程序,我们可以...

    基于MINA构建简单高性能的NIO应用_曾冠东

    《基于MINA构建简单高性能的NIO应用》这篇文章深入探讨了如何利用Apache MINA框架来构建高效、非阻塞的网络应用程序。MINA作为一个高性能、轻量级的网络通信框架,为开发者提供了丰富的功能和便利性,使得创建复杂的...

    MINA NIO 高性能异步并发网络通讯框架

    利用 Mina 可以高效地完成以下任务:&lt;br&gt;&lt;br&gt;TCP/IP 和 UDP/IP 通讯 &lt;br&gt;串口通讯 &lt;br&gt;VM 间的管道通讯 &lt;br&gt;SSL/TLS &lt;br&gt;JXM 集成 &lt;br&gt;IoC 容器集成( Spring 、 Pico 等) &lt;br&gt;状态机&lt;br&gt;&lt;br&gt;据官方评测, APR 的...

    基于 MINA 的 TLS/SSL NIO Socket 实现(二)

    MINA是一个高度可扩展的网络应用框架,广泛用于构建高性能、高并发的网络应用程序,如服务器端的TCP和UDP服务。本文将主要关注在Java中使用MINA来实现安全套接层(SSL)和传输层安全(TLS)协议,这两个协议是网络...

    基于高性能NIO的MINA框架的应用

    本文介绍了一种基于高性能Java NIO的MINA框架,用以构建高性能的即时通讯系统服务器。MINA框架(Multipurpose Infrastructure for Network Applications)是基于Java NIO设计的网络应用程序框架,其特点是采用松耦合...

    springboot 整合mina 源码,nio通讯基础教程,mina框架基础教程.rar

    Spring Boot以其简洁、快速的起步方式深受开发者喜爱,而Mina则是一个强大的网络通信框架,常用于构建高性能、高并发的网络应用。结合NIO,我们可以创建出更加高效的数据传输服务。 首先,我们要理解Spring Boot的...

    Mina例子包含与spring整合

    1. **Apache MINA**:MINA是基于Java NIO(非阻塞I/O)的网络应用框架,用于构建高性能、跨平台的服务器端和客户端网络应用程序。它提供了一个事件驱动的模型,允许在高并发场景下处理大量连接,同时保持低内存开销...

    深入理解Apache Mina (6)---- Java Nio ByteBuffer与Mina ByteBuffer的区别

    Apache Mina是一个高性能的网络应用框架,主要用于简化网络服务的开发,如TCP/IP和UDP通信。在Mina中,ByteBuffer的使用是至关重要的,因为它提供了高效的数据读写机制。本篇将深入探讨Java NIO(非阻塞I/O)中的...

    网络编程(socket、NIO、mina)---demo

    Mina提供了事件驱动和异步的模型,使得开发复杂网络应用变得简单,同时具备了NIO的高性能特性。 在服务端,无论是Socket、NIO还是Mina,都需要创建监听套接字来接收客户端连接,并为每个连接创建一个新的套接字或...

    mina-core-2.0.0-M1-sources.jar

    mina-core-2.0.0-M1-sources.jar是构建mina框架的主要文件

    mina-http-2.0.7.jar.zip_mina_mina 获取POST_mina-http_mina-http-2.0

    MINA(Multipurpose Infrastructure for Network Applications)是一个强大的网络应用程序框架,它由Apache软件基金会开发,主要用于构建高性能、高效率的网络服务。MINA的核心设计目标是提供一个与传输协议无关的...

    Apache-Mina-2.rar_apache mina_java mina_mina_mina-core-1.1.3

    这使得Mina可以用于创建高性能的服务器端和客户端应用,例如在数据库连接、远程过程调用(RPC)、即时通讯(IM)等领域。 描述中提到的"Mina中文参考手册"对于中国开发者来说是一份宝贵的资源,它详细介绍了如何使用...

    Java Mina 使用技术

    总之,Apache Mina提供了一种简单而强大的方式来开发高性能的网络应用程序,而通过Spring集成,可以更加方便地管理这些复杂的配置。以上配置展示了如何使用Mina创建一个多端口监听的服务器,并定义了相应的处理器和...

    高性能网络架构Mina框架 下载

    ### 高性能网络架构Mina框架简介 #### 一、Mina框架概述 Mina(Multithreaded Internet Network Application)框架是由Apache软件基金会提供的一个高性能、可伸缩的网络编程框架,它主要应用于Java NIO环境下的...

    mina源码+例子mina-2.0.0-M6.zip

    Apache MINA(Multipurpose Infrastructure for Network Applications)是一个Java框架,用于构建高性能、高可用性的网络应用程序。MINA 提供了一套高级的网络编程抽象层,简化了开发过程,特别是对于那些处理TCP/IP...

    一种基于Mina状态机的高性能服务器的设计方法

    1. 高性能服务器:基于 Mina 状态机的服务器设计方法能够提高服务器的性能和可靠性,适用于开发高性能和高可靠性的网络应用程序。 2. 网络游戏服务器:该方法可以应用于开发高性能和高可靠性的网络游戏服务器,提高...

    练练手,用mina2.0搭建一个nio客户端

    标题中的“练练手,用mina2.0搭建一个nio客户端”表明了本文将探讨如何使用Mina 2.0框架构建一个基于非阻塞I/O(NIO)的客户端应用。Mina是一个开源的Java框架,常用于开发高性能、高并发的网络通信应用,如TCP/IP和...

    Java springboot 整合mina 框架,nio通讯基础教程,mina框架基础教程.zip

    同时,“Netty快速入门视频(52im.net).txt”虽然不是直接与Mina相关的,但Netty也是基于NIO的高性能网络库,学习它的资料也能加深对NIO的理解。最后,“MinaDemo”可能是Mina框架的一个示例项目,你可以通过运行和...

Global site tag (gtag.js) - Google Analytics