Apache MINA/NIO的学习

心已赠人 2022-08-20 03:15 129阅读 0赞

Apache MINA is a network application framework which helps users develop high performance and high scalability network applications easily.

It provides an abstract event-driven asynchronous API over various transport such as TCP/IP and UDP/IP via Java NIO.

Java NIOSun 官方标榜的特性如下： 为所有的原始类型提供(Buffer)[缓存][Link 1]支持。[字符集][Link 2]编码解码解决方案。 Channel ：一个新的原始I/O 抽象。 支持锁和[内存映射文件][Link 3]的文件访问接口。 提供多路(non-bloking) 非阻塞式的高伸缩性网络I/O 。

阻塞I/O在调用InputStream.read()方法时是阻塞的，它会一直等到数据到来时（或超时）才会返回；同样，在调用ServerSocket.accept()方法时，也会一直阻塞到有客户端连接才会返回，每个客户端连接过来后，服务端都会启动一个线程去处理该客户端的请求。阻塞I/O的通信模型示意图如下：

![点击查看原始大小图片][3158e45b-1bb9-37a2-ba3e-3982b604eeff.jpg]

缺点：

1. 当客户端多时，会创建大量的处理线程。且每个线程都要占用栈空间和一些CPU时间  
       2. 阻塞可能带来频繁的上下文切换，且大部分上下文切换可能是无意义的。  
在这种情况下非阻塞式I/O就有了它的应用前景。

下面是java NIO的工作原理：

1. 由一个专门的线程来处理所有的 IO 事件，并负责分发。   
       2. 事件驱动机制：事件到的时候触发，而不是同步的去监视事件。   
       3. 线程通讯：线程之间通过 wait,notify 等方式通讯。保证每次上下文切换都是有意义的。减少无谓的线程切换。

Java NIO的服务端只需启动一个专门的线程来处理所有的 IO 事件，采用了双向通道（channel）进行数据传输，而不是单向的流（stream），在通道上可以注册我们感兴趣的事件。一共有以下四种事件：

<table style="color:rgb(0,0,0); font-family:Helvetica,Tahoma,Arial,sans-serif; font-size:14px; line-height:25.2px; height:109px; width:432px"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td style="font-size:1em">事件名</td> 
   <td style="font-size:1em">对应值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="font-size:1em">服务端接收客户端连接事件</td> 
   <td style="font-size:1em">SelectionKey.OP_ACCEPT(16)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="font-size:1em">客户端连接服务端事件</td> 
   <td style="font-size:1em">SelectionKey.OP_CONNECT(8)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="font-size:1em">读事件</td> 
   <td style="font-size:1em">SelectionKey.OP_READ(1)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="font-size:1em">写事件</td> 
   <td style="font-size:1em">SelectionKey.OP_WRITE(4)<br> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

服务端和客户端各自维护一个管理通道的对象，我们称之为selector，该对象能检测一个或多个通道 (channel) 上的事件。我们以服务端为例，如果服务端的selector上注册了读事件，某时刻客户端给服务端发送了一些数据，阻塞I/O这时会调用read()方法阻塞地读取数据，而NIO的服务端会在selector中添加一个读事件。服务端的处理线程会轮询地访问selector，如果访问selector时发现有感兴趣的事件到达，则处理这些事件，如果没有感兴趣的事件到达，则处理线程会一直阻塞直到感兴趣的事件到达为止。下面是我理解的java NIO的通信模型示意图：

![点击查看原始大小图片][0184183e-286c-34f1-9742-4adaa28b7003.jpg]

\# example  
import java.io.IOException;  
import java.net.InetSocketAddress;  
import java.nio.charset.Charset;  
  
import org.apache.mina.core.session.IdleStatus;  
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;  
  
import java.util.Date;  
  
import org.apache.mina.core.service.IoHandlerAdapter;  
import org.apache.mina.core.session.IoSession;  
  
public class MinaTimeServer \{  
private static final int PORT = 9123;  
  
public static void main(String\[\] args) throws IOException \{  
IoAcceptor acceptor = new NioSocketAcceptor();  
  
acceptor.getFilterChain().addLast("logger", new LoggingFilter());  
acceptor.getFilterChain().addLast(  
"codec",  
new ProtocolCodecFilter(new TextLineCodecFactory(Charset  
.forName("UTF-8"))));  
  
acceptor.setHandler(new MinaTimeServer().new TimeServerHandler());  
acceptor.getSessionConfig().setReadBufferSize(2048);  
acceptor.getSessionConfig().setIdleTime(IdleStatus.BOTH\_IDLE, 10);  
acceptor.bind(new InetSocketAddress(PORT));  
\}  
  
public class TimeServerHandler extends IoHandlerAdapter \{  
@Override  
public void exceptionCaught(IoSession session, Throwable cause)  
throws Exception \{  
cause.printStackTrace();  
\}  
  
@Override  
public void messageReceived(IoSession session, Object message)  
throws Exception \{  
String str = message.toString();  
  
System.out.println(session.getRemoteAddress()  
\+ "Message received: " + str);  
if (str.trim().equalsIgnoreCase("quit")) \{  
session.close(false);  
return;  
\}  
  
Date date = new Date();  
session.write(date.toString());  
\}  
  
@Override  
public void sessionIdle(IoSession session, IdleStatus status)  
throws Exception \{  
  
System.out.println(session.getId() + " IDLE "  
\+ session.getIdleCount(status));  
\}  
\}  
\}

本文参考http://weixiaolu.iteye.com/blog/1479656?page=2\#comments

[Link 1]: http://baike.baidu.com/view/907.htm
[Link 2]: http://baike.baidu.com/view/51987.htm
[Link 3]: http://baike.baidu.com/view/394293.htm
[3158e45b-1bb9-37a2-ba3e-3982b604eeff.jpg]: /images/20220731/ec57865ac40643fe870ab19494f35780.png
[0184183e-286c-34f1-9742-4adaa28b7003.jpg]: /images/20220731/9bf8fd65bad24a62a5bc76981a2176d4.png