Apache MINA网络通信框架

基本介绍：

Apache MINA 2是一个开发高性能和高可伸缩性网络应用程序的网络应用框架。它提供了一个抽象的事件驱动的异步API，可以使用TCP/IP、UDP/IP、串口和虚拟 机内部的管道等传输方式。Apache MINA 2可以作为开发网络应用程序的一个良好基础。

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。

mina的基本架构：

在图中的模块链中，IoService 便是应用程序的入口，相当于我们前面代码中的 IoAccepter，IoAccepter 便是 IoService 的一个扩展接口。IoService 接口可以用来添加多个 IoFilter，这些 IoFilter 符合责任链模式并由 IoProcessor 线程负责调用。而 IoAccepter 在 ioService 接口的基础上还提供绑定某个通讯端口以及取消绑定的接口。ioHandler则为应用逻辑处理类。

主要类以及接口：

(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。

(5.)IoSession:Session可以理解为服务器与客户端的特定连接，该连接由服务器地址、端口以及客户端地址、端口来决定。客户端发起请求 时，指定服务器地址和端口，客户端也会指定或者根据网络路由信息自动指定一个地址、自动分配一个端口。这个地址、端口对构成一个Session。 Session是服务器端对这种连接的抽象，MINA对其进行了封装，定义了IoSession接口，用来代表客户端与服务器的连接，在服务器端来指代客 户端，实现对客户端的操作、绑定与客户端有关的信息与对象。通过利用Session的这个概念，编写程序时就可以在服务器端非常方便地区分出是当前处理的 是哪个客户端的请求、维持客户端的状态信息、可以实现客户端之间相互通讯。

一图胜千言，MINA的核心类图：

服务端代码大致如下：

Java代码

//初始化Acceptor—可以不指定线程数量，MINA2里面默认是CPU数量+2
//是你的工作主线程
NioSocketAcceptor acceptor = new NioSocketAcceptor(5);
//建立线程池
java.util.concurrent.Executor threadPool = newFixedThreadPool(1500);
//加入过滤器（Filter）到Acceptor
acceptor.getFilterChain().addLast(“exector”, new ExecutorFilter(threadPool));
//编码解码器
acceptor.getFilterChain().addLast(“codec”,new ProtocolCodecFilter(new WebDecoder(),new XmlEncoder()));
//日志
LoggingFilter filter = new LoggingFilter();
filter.setExceptionCaughtLogLevel(LogLevel.DEBUG);
filter.setMessageReceivedLogLevel(LogLevel.DEBUG);
filter.setMessageSentLogLevel(LogLevel.DEBUG);
filter.setSessionClosedLogLevel(LogLevel.DEBUG);
filter.setSessionCreatedLogLevel(LogLevel.DEBUG);
filter.setSessionIdleLogLevel(LogLevel.DEBUG);
filter.setSessionOpenedLogLevel(LogLevel.DEBUG);
acceptor.getFilterChain().addLast(“logger”, filter);
//设置的是主服务监听的端口可以重用
acceptor.setReuseAddress(true);
//设置每一个非主监听连接的端口可以重用
acceptor.getSessionConfig().setReuseAddress(true);
//MINA2中，当启动一个服务端的时候，要设定初始化缓冲区的长度，如果不设置这个值，系统默认为2048，当客户端发过来的消息超过设定值的时候，
//MINA2的机制是分段接受的，将字符是放入缓冲区中读取，所以在读取消息的时候，需要判断有多少次。这样的好处就是可以节省通讯的流量。
//设置输入缓冲区的大小
acceptor.getSessionConfig().setReceiveBufferSize(1024);
//设置输出缓冲区的大小
acceptor.getSessionConfig().setSendBufferSize(10240);
//设置为非延迟发送，为true则不组装成大包发送，收到东西马上发出
acceptor.getSessionConfig().setTcpNoDelay(true);
//设置主服务监听端口的监听队列的最大值为100，如果当前已经有100个连接，再新的连接来将被服务器拒绝
acceptor.setBacklog(100);
acceptor.setDefaultLocalAddress(new InetSocketAddress(port));
//加入处理器（Handler）到Acceptor
acceptor.setHandler(new YourHandler());
acceptor.bind();

        //初始化Acceptor—可以不指定线程数量，MINA2里面默认是CPU数量+2  
        //是你的工作主线程   
        NioSocketAcceptor acceptor = new NioSocketAcceptor(5);
        //建立线程池
        java.util.concurrent.Executor threadPool = newFixedThreadPool(1500);
        //加入过滤器（Filter）到Acceptor         
        acceptor.getFilterChain().addLast("exector", new ExecutorFilter(threadPool));
        //编码解码器
        acceptor.getFilterChain().addLast("codec",new ProtocolCodecFilter(new WebDecoder(),new XmlEncoder()));
        //日志      
        LoggingFilter filter = new LoggingFilter();
        filter.setExceptionCaughtLogLevel(LogLevel.DEBUG);
        filter.setMessageReceivedLogLevel(LogLevel.DEBUG);
        filter.setMessageSentLogLevel(LogLevel.DEBUG);
        filter.setSessionClosedLogLevel(LogLevel.DEBUG);
        filter.setSessionCreatedLogLevel(LogLevel.DEBUG);
        filter.setSessionIdleLogLevel(LogLevel.DEBUG);
        filter.setSessionOpenedLogLevel(LogLevel.DEBUG);
        acceptor.getFilterChain().addLast("logger", filter);
        //设置的是主服务监听的端口可以重用
        acceptor.setReuseAddress(true);
        //设置每一个非主监听连接的端口可以重用        
        acceptor.getSessionConfig().setReuseAddress(true);
        //MINA2中，当启动一个服务端的时候，要设定初始化缓冲区的长度，如果不设置这个值，系统默认为2048，当客户端发过来的消息超过设定值的时候，
        //MINA2的机制是分段接受的，将字符是放入缓冲区中读取，所以在读取消息的时候，需要判断有多少次。这样的好处就是可以节省通讯的流量。
        //设置输入缓冲区的大小
        acceptor.getSessionConfig().setReceiveBufferSize(1024);
        //设置输出缓冲区的大小
        acceptor.getSessionConfig().setSendBufferSize(10240);
        //设置为非延迟发送，为true则不组装成大包发送，收到东西马上发出         
        acceptor.getSessionConfig().setTcpNoDelay(true);
        //设置主服务监听端口的监听队列的最大值为100，如果当前已经有100个连接，再新的连接来将被服务器拒绝         
        acceptor.setBacklog(100);
        acceptor.setDefaultLocalAddress(new InetSocketAddress(port));
        //加入处理器（Handler）到Acceptor         
        acceptor.setHandler(new YourHandler());
        acceptor.bind();

客户端代码大致如下：

客户端的初始化和服务器端其实是一样的，就是初始化类不一样，客户端是作为发送者的。

Java代码

SocketConnector connector = new NioSocketConnector();
connector.getFilterChain().addLast(“codec”, new ProtocolCodecFilter(new XmlCodecFactory(Charset.forName(charsetName), null, sertType)));
//指定线程池
connector.getFilterChain().addLast(“executor”, new ExecutorFilter());
//指定业务处理类
connector.setHandler(this);

        SocketConnector connector = new NioSocketConnector();
        connector.getFilterChain().addLast("codec", new ProtocolCodecFilter(new XmlCodecFactory(Charset.forName(charsetName), null, sertType)));
        //指定线程池
        connector.getFilterChain().addLast("executor", new ExecutorFilter());
        //指定业务处理类
        connector.setHandler(this);

在IoHandler中定义了一些事件方法，比如messageReceived,sessionOpend,sessionCreated,exceptionCaught等,用户只需要在方法内部实现对应的处理逻辑即可。

心跳机制：

mina自身带的心跳机制好处在于，它附加了处理，让心跳消息不会传到业务层，在底层就完成了。

事件模型：

MINA可以看成是事件驱动的。通常在网络通讯中，可以将整个过程划分为几个基本的阶段，如建立连接、数据通信、关闭连接。

数据通信一般包括数据的发送和接收，由于在通信过程中，可能要多次发送和接收数据，以进行不同的业务交互。

不可能一直都接收和发送数据，因此就有Idle出现，在MINA中，如果在设定的时间内没有数据发送或接收，那么就会触发一个Idle事件。

附录：对与协议的理解，摘自ppt

http协议
对应于应用层
tcp协议
对应于传输层
ip协议
对应于网络层
三者本质上没有可比性。 何况HTTP协议是基于TCP连接的。
TCP/IP是传输层协议，主要解决数据如何在网络中传输；而HTTP是应用层协议，主要解决如何包装数据。
我们在传输数据时，可以只使用传输层（TCP/IP），但是那样的话，由于没有应用层，便无法识别数据内容，如果想要使传输的数据有意义，则必须使用应用 层协议，应用层协议很多，有HTTP、FTP、TELNET等等，也可以自己定义应用层协议。WEB使用HTTP作传输层协议，以封装HTTP文本信息， 然后使用TCP/IP做传输层协议将它发送到网络上。

Socket是对TCP/IP协议的封装，Socket本身并不是协议，而是一个调用接口（API），通过Socket，我们才能使用TCP/IP协议。

这也就不难理解为什么有些内部的系统调用采用socket，而不是http。

本身web的这种系统，HTTP已经将报文信息封装好了。各种JEE的WEB框架，都能够直接获取报文中的信息，而socket方式，可以双方很方便的自己定义报文的内容，加密方式等等。

URL：应用层

SOCKET
:网络传输层

Socket(套接字)

是一种基于网络传输层的远程进程间通信编程接 口，有操作系统提供一个套接字包含，主机名、端口号两个部分。其中端口号是0~65535之间的一个整数。通常小于1024的端口号被统一分配给特定的网 络服务，如ftp服务,21；http服务, 80；SMTP服务,25；POP3服务,110；telnet服务,23等等

套接字（socket）是通信的基石，是支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。它是网络通信过程中端点的抽象表示，包含进行网络通信必须的五种信息：连接使用的协议，本地主机的IP地址，本地进程的协议端口，远地主机的IP地址，远地进程的协议端口。

应用层通过传输层进行数据通信时，TCP会遇到同时为多个应用程序进程提供并发服务的问题。多个TCP连接或多个应用程序进程可能需要通过同一个
TCP协议端口传输数据。为了区别不同的应用程序进程和连接，许多计算机操作系统为应用程序与TCP／IP协议交互提供了套接字(Socket)接口。

由于通常情况下Socket连接就是TCP连接，因此Socket连接一旦建立，通信双方即可开始相互发送数据内容，直到双方连接断开。但在实际网络应用 中，客户端到服务器之间的通信往往需要穿越多个中间节点，例如路由器、网关、防火墙等，大部分防火墙默认会关闭长时间处于非活跃状态的连接而导致
Socket 连接断连，因此需要通过轮询告诉网络，该连接处于活跃状态。
而HTTP连接使用的是“请求—响应”的方式，不仅在请求时需要先建立连接，而且需要客户端向服务器发出请求后，服务器端才能回复数据。

很多情况下，需要服务器端主动向客户端推送数据，保持客户端与服务器数据的实时与同步。此时若双方建立的是Socket连接，服务器就可以直接将数据传送 给客户端；若双方建立的是HTTP连接，则服务器需要等到客户端发送一次请求后才能将数据传回给客户端，因此，客户端定时向服务器端发送连接请求，不仅可 以保持在线，同时也是在“询问”服务器是否有新的数据，如果有就将数据传给客户端。