Mina 架构与优化指南

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。

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。

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

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。

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

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。

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。

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。

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。

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