转自：http://blog.youkuaiyun.com/liuzhenwen/article/details/5894279
客户端通信过程
1.通过SocketConnector同服务器端建立连接
2.链接建立之后I/O的读写交给了I/O Processor线程，I/O Processor是多线程的
3.通过I/O Processor读取的数据经过IoFilterChain里所有配置的IoFilter，IoFilter进行消息的过滤，格式的转换，在这个层面可以制定一些自定义的协议
4.最后IoFilter将数据交给Handler进行业务处理，完成了整个读取的过程
5.写入过程也是类似，只是刚好倒过来，通过IoSession.write写出数据，然后Handler进行写入的业务处理，处理完成后交给IoFilterChain，进行消息过滤和协议的转换，最后通过I/O Processor将数据写出到socket通道
IoFilterChain作为消息过滤链
1.读取的时候是从低级协议到高级协议的过程，一般来说从byte字节逐渐转换成业务对象的过程
2.写入的时候一般是从业务对象到字节byte的过程
IoSession贯穿整个通信过程的始终
整个过程可以用一个图来表现
消息箭头都是有NioProcessor-N线程发起调用，默认情况下也在NioProcessor-N线程中执行
类图
http://mina.apache.org/class-diagrams.html#ClassDiagrams-ProtocolDecoderclassdiagram
Connector
作为连接客户端，SocketConector用来和服务器端建立连接，连接成功，创建IoProcessor Thread（不能超过指定的processorCount），Thread由指定的线程池进行管理，IoProcessor 利用NIO框架对IO进行处理，同时创建IoSession。连接的建立是通过Nio的SocketChannel进行。
NioSocketConnector connector = new NioSocketConnector(processorCount);
ConnectFuture future = connector.connect(new InetSocketAddress(HOSTNAME, PORT));建立一个I/O通道
Acceptor
作为服务器端的连接接受者，SocketAcceptor用来监听端口，同客户端建立连接，连接建立之后的I/O操作全部交给IoProcessor进行处理
IoAcceptor acceptor = new NioSocketAcceptor();
acceptor.bind( new InetSocketAddress(PORT) );
Protocol
利用IoFilter，对消息进行解码和编码，如以下代码通过 MyProtocolEncoder 将java对象转成byte串，通过MyProtocalDecoder 将byte串恢复成java对象
- connector.getFilterChain().addLast("codec", new ProtocolCodecFilter( new MyProtocalFactory()));
- ......
- public class MyProtocalFactory implements ProtocolCodecFactory {
- ProtocolEncoderAdapter encoder = new MyProtocolEncoder();
- ProtocolDecoder decoder = new MyProtocalDecoder() ;
- public ProtocolDecoder getDecoder(IoSession session) throws Exception {
- return decoder;
- }
- public ProtocolEncoder getEncoder(IoSession session) throws Exception {
- return encoder;
- }
- }
- ......
- public class MyProtocalDecoder extends ProtocolDecoderAdapter {
- public void decode(IoSession session, IoBuffer in, ProtocolDecoderOutput out)
- throws Exception {
- int id = in.getInt();
- int len = in.getInt();
- byte [] dst = new byte [len];
- in.get(dst);
- String name = new String(dst,"GBK");
- Item item = new Item();
- item.setId(id);
- item.setName(name);
- out.write(item);
- }
- }
- ......
- public class MyProtocolEncoder extends ProtocolEncoderAdapter {
- public void encode(IoSession session, Object message,
- ProtocolEncoderOutput out) throws Exception {
- Item item = (Item)message;
- int byteLen = 8 + item.getName().getBytes("GBK").length ;
- IoBuffer buf = IoBuffer.allocate(byteLen);
- buf.putInt(item.getId());
- buf.putInt(item.getName().getBytes("GBK").length);
- buf.put(item.getName().getBytes("GBK"));
- buf.flip();
- out.write(buf);
- }
- }
- connector.getFilterChain().addLast("codec", new ProtocolCodecFilter(new MyProtocalFactory()));
- ......
- public class MyProtocalFactory implements ProtocolCodecFactory {
- ProtocolEncoderAdapter encoder = new MyProtocolEncoder();
- ProtocolDecoder decoder = new MyProtocalDecoder() ;
- public ProtocolDecoder getDecoder(IoSession session) throws Exception {
- return decoder;
- }
- public ProtocolEncoder getEncoder(IoSession session) throws Exception {
- return encoder;
- }
- }
- ......
- public class MyProtocalDecoder extends ProtocolDecoderAdapter {
- public void decode(IoSession session, IoBuffer in, ProtocolDecoderOutput out)
- throws Exception {
- int id = in.getInt();
- int len = in.getInt();
- byte[] dst = new byte[len];
- in.get(dst);
- String name = new String(dst,"GBK");
- Item item = new Item();
- item.setId(id);
- item.setName(name);
- out.write(item);
- }
- }
- ......
- public class MyProtocolEncoder extends ProtocolEncoderAdapter {
- public void encode(IoSession session, Object message,
- ProtocolEncoderOutput out) throws Exception {
- Item item = (Item)message;
- int byteLen = 8 + item.getName().getBytes("GBK").length ;
- IoBuffer buf = IoBuffer.allocate(byteLen);
- buf.putInt(item.getId());
- buf.putInt(item.getName().getBytes("GBK").length);
- buf.put(item.getName().getBytes("GBK"));
- buf.flip();
- out.write(buf);
- }
- }
handler
具体处理事件，事件包括：sessionCreated、sessionOpened、sessionClosed、sessionIdle、exceptionCaught、messageReceived、messageSent。
connector.setHandler(new MyHandler());MyHandler继承IoHandlerAdapter类或者实现IoHandler接口.事件最终由IoProcessor线程发动调用。
Processor
Processor线程主要负责具体的IO操作、filterChain、IoHandler执行。Processor线程的数量默认为cpu数量+1，主要是为了充分利用多核的处理能力。Processor线程的数量可以根据实际情况进行配置。
多个IoSession会被分配到多个Processor线程中，可以理解为一个Processor线程“服务”一个或多个IoSession对象。值得一提的是，N个IoProcessor形成一个处理池（SimpleIoProcessorPoll），分配Processor的时候根据IoSession的id绝对值模N进行分配。
具体代码如下：
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private
IoProcessor<S> getProcessor(S session) {
IoProcessor<S> processor = (IoProcessor<S>) session.getAttribute(PROCESSOR);
if
(processor ==
null
) {
if
(disposed || disposing) {
throw
new
IllegalStateException(
"A disposed processor cannot be accessed."
);
}
//取模分配
processor = pool[Math.abs((
int
) session.getId()) % pool.length];
if
(processor ==
null
) {
throw
new
IllegalStateException(
"A disposed processor cannot be accessed."
);
}
//session保定具体的processor线程
session.setAttributeIfAbsent(PROCESSOR, processor);
}
return
processor;
}
|
在默认情况下filterChain、IoHandler的操作都是有IoProcessor顺序执行（执行完一个再执行下一个），如果IoHandler中的业务处理比较耗时，那么Processor线程将阻塞，后续的请求将得不到处理。即同时处理的请求数最多只有N个（N为Processor线程数量）。在高并发的情况下这种模式有待改进。
接着上面的类比，前台（acceptor、connector）接待客户（session）分配给业务员（IoProcessor）进行服务， 业务员对客户进行交流（IO操作、编码、解码等）并执行相应的业务服务（IoHandler）。同理业务员每次只能服务一个客户，其他客户只能等待（假设其他业务员都有自己的客户）。
IoSessionIoSession是用来保持IoService的上下文，一个IoService在建立Connect之后建立一个IoSession（一个连接一个session），IoSession的生命周期从Connection建立到断开为止
IoSession做两件事情：
1.通过IoSession可以获取IoService的所有相关配置对象(持有对IoService，Processor池，SocketChannel，SessionConfig和IoService.IoHandler的引用)
2.通过IoSession.write 是数据写出的入口
MINA有3种worker线程
Acceptor、Connector、I/O processor 线程
Acceptor Thread
一般作为服务器端链接的接收线程，实现了接口IoService，线程的数量就是创建SocketAcceptor 的数量
Connector Thread
一般作为客户端的请求建立链接线程，实现了接口IoService，维持了一个和服务器端Acceptor的一个链接，线程数量就是创建SocketConnector 的数量
Mina的SocketAcceptor和SocketConnector均是继承了BaseIoService，是对IoService的两种不同的实现
I/O processor Thread
作为I/O真正处理的线程，存在于服务器端和客户端，用来处理I/O的读写操作，线程的数量是可以配置的，默认最大数量是CPU个数+1
服务器端：在创建SocketAcceptor的时候指定ProcessorCount
SocketAcceptor acceptor = new SocketAcceptor(Runtime.getRuntime().availableProcessors() + 1, Executors.newCachedThreadPool());
客户端：在创建SocketConnector 的时候指定ProcessorCount
SocketConnector connector = new SocketConnector(Runtime.getRuntime().availableProcessors() + 1, Executors.newCachedThreadPool());
I/O Processor Thread，是依附于IoService，类似上面的例子SocketConnector connector = new SocketConnector(Runtime.getRuntime().availableProcessors() + 1, Executors.newCachedThreadPool());是指SocketConnector这个线程允许CPU+1个I/O Processor Thread
NioProcessor虽然是多线程，但是对与一个连接的时候业务处理只会使用一个线程进行处理（Processor线程对于一个客户端连接只使用一个线程NioProcessor-n）如果handler的业务比较耗时，会导致NioProcessor线程堵塞 ，在2个客户端同时连接上来的时候会创建第2个（前提是第1个NioProcessor正在忙），创建的最大数量由Acceptor构造方法的时候指定。如果：一个客户端连接同服务器端有很多通信，并且I/O的开销不大，但是Handler处理的业务时间比较长，那么需要采用独立的线程模式，在 FilterChain的最后增加一个 ExecutorFitler :
acceptor.getFilterChain().addLast("threadPool", new ExecutorFilter(Executors.newCachedThreadPool()));
这样可以保证processor和handler的线程是分开的，否则：客户端发送3个消息，而服务器对于每个消息要处理10s左右，那么这3个消息是被串行处理，在处理第一个消息的时候，后面的消息将被堵塞，同样反过来客户端也有同样的问题。
Mina 线程模型
接上文，上文提到“若IoHandler中的业务处理比较耗时，将阻塞当前Processor线程”，那么可以通过添加线程池处理这个问题。
Mina提供了一个很好的扩展点，可以在FilterChain添加线程池，让“下面”的业务处理过程并行起来。如图：
第一种模式：Mina默认的模式，IoProcessor全程服务。（One by one）
第二种模式：在FilterChain中加入ThreadPoolFilter，此时的处理流程变为Processor线程读取完数据后，执行IoFilterChain的逻辑。当执行到Thread Pool Filter的时候，该Filter会将后续的处理流程封装到一个Runnable对象中，并交由Filter自身的线程池来执行，而Processor线程则能立即返回来处理下一个IO请求。这样如果后面的IoFilter或IoHandler中有阻塞操作，只会引起Filter线程池里的线程阻塞，而不会阻塞住Processor线程，从而提高了服务器的处理能力。Mina提供了Thread Pool Filter的一个实现：ExecutorFilter。（本段内容为转载）
第三种模式：在合适的环节添加多个线程池，这种适合于FilterChain、IoHandler过程中存在多个计算密集型的任务。一般不需要使用，加大了代码复杂程度。
接着上面的类比，如果公司业务发展很好，客户增多，那么一个业务员（Processor）将很难及时服务到众多客户。于是公司决定业务员只负责与客户交流，具体的业务操作交由专门的业务服务团队（ThreadPool）。大家意会一下即可！
客户端Porcessor堵塞测试情况：
1.以下代码在建立连接后连续发送了5个消息（item）
- ConnectFuture future = connector.connect( new InetSocketAddress(HOSTNAME, PORT));
- future.awaitUninterruptibly();
- session = future.getSession();
- Item item = new Item();
- item.setId(12345 );
- item.setName("hi");
- session.write(item);
- session.write(item);
- session.write(item);
- session.write(item);
- session.write(item);
- ConnectFuture future = connector.connect(new InetSocketAddress(HOSTNAME, PORT));
- future.awaitUninterruptibly();
- session = future.getSession();
- Item item = new Item();
- item.setId(12345);
- item.setName("hi");
- session.write(item);
- session.write(item);
- session.write(item);
- session.write(item);
- session.write(item);
2.在handle的messageSent方法进行了延时处理，延时3秒
- public void messageSent(IoSession session, Object message) throws Exception {
- Thread.sleep(3000 );
- System.out.println(message);
- }
- public void messageSent(IoSession session, Object message) throws Exception {
- Thread.sleep(3000);
- System.out.println(message);
- }
3.测试结果
5个消息是串行发送，都由同一个IoPorcessor线程处理
- session.write(item);
- session.write(item);
- session.write(item);
- session.write(item);
- session.write(item);
- session.write(item);
- session.write(item);
- session.write(item);
- session.write(item);
- session.write(item);
服务器端每隔3秒收到一个消息。因为调用是由IoProcessor触发，而一个connector只会使用一个IoProcessor线程
4.增加ExecutorFilter，ExecutorFilter保证在处理handler的时候是独立线程
connector.getFilterChain().addLast("threadPool", new ExecutorFilter(Executors.newCachedThreadPool()));
5.测试结果
4个session.wirte变成了并行处理，服务器端同时收到了5条消息
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