Java NIO框架MINA中文教程

現在已經是World Wide Web的時代，無數的web應用框架被創造出來從而大大的提高了web開發的速度。拋開WWW的這個優勢，我們知道還有很多協議是HTTP協議所無法替代的。有時，我們仍然需要構造c/s應用來實現適當的協議。

=== MINA是什麼? ===
你有沒有曾經使用java或者其他語言實現過某個協議棧？就像你所經歷過的那樣，編寫網路應用即使對於有經驗的開發者也不是容易的事情。這歸咎於以下幾個方面：

   * 沒有為開發者設計的合適的網路應用框架.
     * 使你無法在有限的時間內建立你的應用.
   * 網路I/O編碼，訊息的編/解碼，業務邏輯常常糾纏在一起.
     * 使程式失去可維護性和可複用性

* 網路應用難於進行單元測試
* 你失去了敏捷性

MINA是一個網路應用框架，在不犧牲效能和可擴充套件性的前提下用於解決上面的所有問題。

== I/O 層: 編寫一個 Echo Server ==
MINA包含兩層：IO層和協議層。我們首先僅使用IO層來實現一個echo服務，因為協議層通常是建立在IO層之上的。
attachment:Arch1.gif
上面的圖展示了MINA的IO層同客戶端的互動。IoAcceptor執行所有底層IO，將他們翻譯成抽象的IO事件，並把翻譯過的事件和關聯的IoSession
傳送給IoHandler。

=== IoSession ===
attachment:IoSession.gif

一個代表了IoSession程式同一個遠端實體的IO連線。通過IoSession，你可以寫出message到遠端實體，訪問session的配置，並且更改session的屬性。

=== IoHandler ===
attachment:IoHandler.gif
   * sessionCreated: 當一個IO連線建立時被呼叫，這個方法在任何IO操作之前被呼叫，以便socket引數或session屬效能夠最先被設定。
   * sessionOpened: 在sessionCreated呼叫之後被呼叫。
   * sessionClosed: 當IO連線被關閉時被呼叫。
   * sessionIdle: 當在遠端實體和使用者程式之間沒有資料傳輸的時候被呼叫。

   * exceptionCaught: 當IoAcceptor 或者你的IoHandler.中出現異常時被呼叫。
   * messageReceived: 當接收到新的協議訊息時被呼叫。可以在這裡實現你的控制流程。
   * messageSent: 當用戶請求的訊息通過 IoSession#write(Object) 確實傳送後被呼叫。

下面我們看看如何實現echo協議的IoHandler。
=== 實現 IoHandler 以及啟動程式碼 ===
通常，應用需要繼承IoHandlerAdapter並實現需要的方法：

package org.apache.mina.examples.echoserver;

import org.apache.mina.common.ByteBuffer;

import org.apache.mina.common.IoHandlerAdapter;

import org.apache.mina.common.IoSession;

import org.apache.mina.common.TransportType;

import org.apache.mina.transport.socket.nio.SocketSessionConfig;

publicclass EchoProtocolHandler extends IoHandlerAdapter

{

publicvoid sessionCreated( IoSession session )

{

if (session.getTransportType() == TransportType.SOCKET) {

((SocketSessionConfig)session.getConfig()).setReceiveBufferSize(2048);

}

publicvoid exceptionCaught( IoSession session, Throwable cause )

{

session.close();

}

publicvoid messageReceived( IoSession session, Object message )

{

if (!(message instanceof ByteBuffer))

return;

ByteBuffer rb = (ByteBuffer)message;

// Write the received data back to remote peer

ByteBuffer wb = ByteBuffer.allocate( rb.remaining() );

wb.put( rb );

wb.flip();

session.write( wb );

}

}
剛剛我們使用MINA實現echo協議，現在我們將handler繫結到一個server埠上。

import java.net.InetSocketAddress;

import org.apache.mina.transport.socket.nio.SocketAcceptor;

import org.apache.mina.transport.socket.nio.SocketAcceptorConfig;

publicclass Main

{

/** Choose your favorite port number. */

privatestaticfinalint PORT =8080;

publicstaticvoid main( String[] args ) throws Exception

{

SocketAcceptor acceptor =new SocketAcceptor();

SocketAcceptorConfig defaultConfig =new SocketAcceptorConfig();

defaultConfig.setReuseAddress(true);

// Bind

acceptor.bind(new InetSocketAddress(PORT), new EchoProtocolHandler(), defaultConfig);

System.out.println( "Listening on port "+ PORT );

}

}

=== 新增IoFilters ===
IoFilter提供了更加有力的方式來擴充套件MINA。它攔截所有的IO事件進行事件的預處理和後處理。你可以把它想象成Servlet的filters。IoFilter能夠實現以下幾種目的：

   * 事件日誌
   * 效能檢測
   * 資料轉換(e.g. SSL support)
   * 防火牆…等等
attachment:Arch2.gif
我們的echo協議handler不對任何IO事件進行日誌。我們可以通過新增一個filter來增加日誌能力。MINA提供了IoLoggingFilter來進行日誌。我們只要新增日誌filter到ServiceRegistry即可。

DefaultIoFilterChainBuilder chain = config.getFilterChain();

addLogger(chain);

privatestaticvoid addLogger( DefaultIoFilterChainBuilder chain ) throws Exception

{

chain.addLast( "logger", new LoggingFilter() );

}

想使用SSL？MINA也提供了一個SSL的filter，但它需要JDK1.5。

DefaultIoFilterChainBuilder chain = config.getFilterChain();

addLogger(chain);

privatestaticvoid addSSLSupport( DefaultIoFilterChainBuilder chain )

throws Exception

{

SSLFilter sslFilter =

new SSLFilter( BogusSSLContextFactory.getInstance( true ) );

chain.addLast( "sslFilter", sslFilter );

System.out.println( "SSL ON" );

}
== 協議層: 實現反轉Echo協議 ==
在上面我們通過簡單的echo server的例子學習瞭如何使用IO層，但是如果想實現複雜的如LDAP這樣的協議怎麼辦呢？它似乎是一個惡夢，因為IO層沒有幫助你分離‘message解析’和‘實際的業務邏輯（比如訪問一個目錄資料庫）’。MINA提供了一個協議層來解決這個問題。協議層將ByteBuffer事件轉換成高層的POJO事件:

attachment:Arch3.gif

使用協議層必須實現5個介面：ProtocolHandler, ProtocolProvider, ProtocolCodecFactory,
ProtocolEncoder, 和 ProtocolDecoder：

attachment:ProtocolClasses.gif

可能看上去有點麻煩，但是請注意ProtocolCodecFactory, ProtocolEncoder, 和
ProtocolDecoder是可以完全複用的；Apache的ASN1專案為MINA提供了ASN.1解碼器，更通用的解碼器如：XML、java物件序列化和簡單的文字將在MINA的下一個版本中提供。一旦你實現了一個靈活的解碼器，你可以在未來的應用中複用它，即使你不打算複用你的解碼器，MINA也提供了一個很簡單的方法來實現複雜的協議。(請參考高階主題)
在這一章中，我們新增一個‘反轉’server，它用於反轉它接到的所有文字，我們通過它來示範如何編寫一個協議層。

=== ProtocolSession ===
attachment:ProtocolSession.gif
ProtocolSession同IO層的IoSession同樣繼承自Session。就像前面提到的，你只需撰寫面向POJO的message而不是ByteBuffer的。ProtocolEncoder
將message物件解釋成ByteBuffers以便IO層能夠將他們輸出到socket。

=== ProtocolHandler ===
ProtocolHandler類似於IO層的IoHandler.dataRead和dataWritten方法被替換成messageReceived和messageSent。這是因為ProtocolDecoder
已經將IO層接收到的 ByteBuffers轉換成了message物件。

package org.apache.mina.examples.reverser;

import org.apache.mina.common.IoHandler;

import org.apache.mina.common.IoHandlerAdapter;

import org.apache.mina.common.IoSession;

publicclass ReverseProtocolHandler extends IoHandlerAdapter

{

publicvoid exceptionCaught( IoSession session, Throwable cause )

{

// Close connection when unexpected exception is caught.

session.close();

}

publicvoid messageReceived( IoSession session, Object message )

{

// Reverse received string

String str = message.toString();

StringBuffer buf =new StringBuffer( str.length() );

for( int i = str.length() 1; i >=0; i )

{

buf.append( str.charAt( i ) );

}

// and write it back.

session.write( buf.toString() );

}

}

=== ProtocolEncoder 和 ProtocolDecoder ===
attachment:ProtocolCodec.gif
ProtocolEncoder 和ProtocolDecoder只有一個方法。ProtocolEncoder將message物件轉換成一個ByteBuffer，而ProtocolDecoder將一個ByteBuffer轉換成message物件。下面我們將學習如何實現這些介面。要實現反轉協議要實作的唯一介面就是ProtocolProvider。它非常簡單：
(注：Provider用於在一個統一的類中提供該協議相關的Handler、Decoder和Encoder。)

package org.apache.mina.examples.reverser;

import org.apache.mina.protocol.*;

/**

* {@link ProtocolProvider} implementation for reverser server protocol.

publicclass ReverseProtocolProvider implements ProtocolProvider

{

// Protocol handler is usually a singleton.

privatestatic ProtocolHandler HANDLER =

new ReverseProtocolHandler();

// Codec factory is also usually a singleton.

privatestatic ProtocolCodecFactory CODEC_FACTORY =

new ProtocolCodecFactory()

{

public ProtocolEncoder newEncoder()

{

// Create a new encoder.

returnnew TextLineEncoder();

}

public ProtocolDecoder newDecoder()

{

// Create a new decoder.

returnnew TextLineDecoder();

}

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