Apache Mina（二）

在mina的源碼，整個框架最核心的幾個包是 ：

• org.apache.mina.core.service ：IoService、IoProcessor、IoHandler、IoAcceptor、IoConnector
• org.apache.mina.core.session
• org.apache.mina.core.polling
• org.apache.mina.transport.socket

IoService ：Base interface for all IoAcceptors and IoConnectors that provide I/O service and manage IoSessions.
　　　　　　它是所有 IoAcceptor 和 IoConnector 的基接口，對於一個 IoService，有哪些信息需要我們關注呢？

1. 底層的元數據信息 TransportMetadata，比如底層的網絡服務提供者（NIO,ARP,RXTX等）。（除此方法之外，其它方法在 AbstractIoService 得以實現。）
2. 通過這個服務創建一個新會話時，新會話的默認配置 IoSessionConfig。
3. 此服務所管理的所有會話。
4. 與這個服務相關所產生的事件所對應的監聽者（IoServiceListener）。
5. 處理這個服務所管理的所有連接的處理器(IoHandler)。
6. 每個會話都有一個過濾器鏈（IoFilterChain），每個過濾器鏈通過其對應的 IoFilterChainBuilder來負責構建。
7. 由於此服務管理了一系列會話，因此可以通過廣播的方式向所有會話發送消息,返回結果是一個WriteFuture集，后者是一種表示未來預期結果的數據結構。
8. 服務創建的會話（IoSession）相關的數據通過 IoSessionDataStructureFactory來提供。
9. 發送消息時有一個寫緩沖隊列。
10. 服務的閑置狀態有三種：讀端空閑，寫端空閑，雙端空閑。
11. 還提供服務的一些統計信息，比如時間，數據量等。

IoProcessor<S extends IoSession> ：An internal interface to represent an 'I/O processor' that performs actual I/O operations for IoSessions. It abstracts existing reactor frameworks such as Java NIO once again to simplify transport implementations.
一個內部接口代表一個I/O處理器，它為 IoSession 執行實際的I/O操作。它抽象現有反應器框架，如 Java NIO 再一次簡化傳輸實現。

1、IoAcceptor ：服務器端接口，接受客戶端訪問的請求。

2、AbstractIoService ：設定處理函數、Filter、IoServiceListener，實現了 IoService 所有方法，除了 getTransportMetadata() 。

3、IoServiceListener ：可以用於打印日志，主要有Service啟動、停止、空閑等監聽方法。

4、處理函數是一個Executor或者是Executor的包裝。

5、AbstractIoAcceptor完成綁定監聽端口。

6、AbstractPollingIoAcceptor執行具體的監聽連接以及監聽I/O事件，但真正實現的是NioSocketAcceptor open() 方法。

7、NioSocketAcceptor用JAVA NIO的方式實現了具體的連接方法ServerSocketChannel，例如open，accept等

 

   

 

以下代碼的流程：

    IoAcceptor acceptor = new NioSocketAcceptor();
    acceptor.setHandler(new IoHandlerAdapter());
    acceptor.bind(new InetSocketAddress(6969));

1）NioSocketAcceptor 構造函數：

    public NioSocketAcceptor() {
        super(new DefaultSocketSessionConfig(), NioProcessor.class);
        ((DefaultSocketSessionConfig) getSessionConfig()).init(this);
    }

定義了SessionConfig，並把this傳遞到SessionConfig當中，指定NioProcessor。

AbstractPollingIoAcceptor 構造函數：

    protected AbstractPollingIoAcceptor(IoSessionConfig sessionConfig, Class<? extends IoProcessor<S>> processorClass) {
        this(sessionConfig, null, new SimpleIoProcessorPool<S>(processorClass), true);
    }

    private AbstractPollingIoAcceptor(IoSessionConfig sessionConfig, Executor executor, IoProcessor<S> processor,
            boolean createdProcessor) {
        super(sessionConfig, executor);

        if (processor == null) {
            throw new IllegalArgumentException("processor");
        }

        this.processor = processor;
        this.createdProcessor = createdProcessor;

        try {
            // Initialize the selector
            init();

            // The selector is now ready, we can switch the
            // flag to true so that incoming connection can be accepted
            selectable = true;
        } catch (RuntimeException e) {
            throw e;
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeIoException("Failed to initialize.", e);
        } finally {
            if (!selectable) {
                try {
                    destroy();
                } catch (Exception e) {
                    ExceptionMonitor.getInstance().exceptionCaught(e);
                }
            }
        }
    }

    public SimpleIoProcessorPool(Class<? extends IoProcessor<S>> processorType, Executor executor) {
        this(processorType, executor, DEFAULT_SIZE);  // int DEFAULT_SIZE = Runtime.getRuntime().availableProcessors() + 1;
    }

    public SimpleIoProcessorPool(Class<? extends IoProcessor<S>> processorType, Executor executor, int size) {
        if (processorType == null) {
            throw new IllegalArgumentException("processorType");
        }

        if (size <= 0) {
            throw new IllegalArgumentException("size: " + size + " (expected: positive integer)");
        }

        // Create the executor if none is provided
        createdExecutor = (executor == null);

        if (createdExecutor) {
            this.executor = Executors.newCachedThreadPool();
            // Set a default reject handler
            ((ThreadPoolExecutor) this.executor).setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
        } else {
            this.executor = executor;
        }

        pool = new IoProcessor[size];

        boolean success = false;
        Constructor<? extends IoProcessor<S>> processorConstructor = null;
        boolean usesExecutorArg = true;

        try {
            // We create at least one processor
            try {
                try {
                    processorConstructor = processorType.getConstructor(ExecutorService.class);
                    pool[0] = processorConstructor.newInstance(this.executor);
                } catch (NoSuchMethodException e1) {
                    // To the next step...
                    try {
                        processorConstructor = processorType.getConstructor(Executor.class);
                        pool[0] = processorConstructor.newInstance(this.executor);
                    } catch (NoSuchMethodException e2) {
                        // To the next step...
                        try {
                            processorConstructor = processorType.getConstructor();
                            usesExecutorArg = false;
                            pool[0] = processorConstructor.newInstance();
                        } catch (NoSuchMethodException e3) {
                            // To the next step...
                        }
                    }
                }
            } catch (RuntimeException re) {
                LOGGER.error("Cannot create an IoProcessor :{}", re.getMessage());
                throw re;
            } catch (Exception e) {
                String msg = "Failed to create a new instance of " + processorType.getName() + ":" + e.getMessage();
                LOGGER.error(msg, e);
                throw new RuntimeIoException(msg, e);
            }

            if (processorConstructor == null) {
                // Raise an exception if no proper constructor is found.
                String msg = String.valueOf(processorType) + " must have a public constructor with one "
                        + ExecutorService.class.getSimpleName() + " parameter, a public constructor with one "
                        + Executor.class.getSimpleName() + " parameter or a public default constructor.";
                LOGGER.error(msg);
                throw new IllegalArgumentException(msg);
            }

            // Constructor found now use it for all subsequent instantiations
            for (int i = 1; i < pool.length; i++) {
                try {
                    if (usesExecutorArg) {
                        pool[i] = processorConstructor.newInstance(this.executor);
                    } else {
                        pool[i] = processorConstructor.newInstance();
                    }
                } catch (Exception e) {
                    // Won't happen because it has been done previously
                }
            }

            success = true;
        } finally {
            if (!success) {
                dispose();
            }
        }
    }

    public NioProcessor(Executor executor) {
        super(executor);

        try {
            // Open a new selector
            selector = Selector.open();
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeIoException("Failed to open a selector.", e);
        }
    }

new SimpleIoProcessorPool<S>(processorClass) ：是把NioProcessor包裝成了pool.看類圖IoProcessor就很好理解了，這是一個組成模式。

init（）的調用實際上是NioSocketAcceptor的，init() 源碼：selector = Selector.open(); 值得注意的是，服務端在創建NioSocketAcceptor實現時，會生成一個線程池（AbstractIoService.executor），此線程池用來執行一個接受請求的任務，這個任務是AbstractPollingIoAcceptor的Acceptor，Acceptor會開一個Selector，用來監聽NIO中的ACCEPT事件。任務初始化時並沒有執行，而在調用NioSocketAcceptor實例的bind方法時，則會啟動對指定端口的ACCEPT事件的監聽。 

SimpleIoProcessorPool是在NioSocketAcceptor實例化時創建的，其上有N+1（N=CPU的個數）個NIOProcessor（IoProcessor<S>[] pool）來處理實際IO的讀寫事件，每個pool都是從NioSocketAcceptor構造函數傳過去的NioProcessor實例，並在NioProcessor構造函數傳入一個線程池。

每個NIOProcessor都會對應一個Selector和 NioSocketAcceptor.init() 中的Selector 一起構成了Mina獨有的雙Selector模型，這種設計的優點是不會導致阻塞)，來監聽Socket中的讀寫事件。實際對讀寫的操作也是在一個SimpleIoProcessorPool實例化好的一個線程池中以任務的形式執行，這個任務叫Processor(可以在AbstractPollingIoProcessor類中找到其實現)

AbstractIoAcceptor 構造函數：

    protected AbstractIoAcceptor(IoSessionConfig sessionConfig, Executor executor) {
        super(sessionConfig, executor);
        defaultLocalAddresses.add(null);
    }

AbstractIoAcceptor主要用來綁定監聽端口。這個構造函數沒有干其他的事情。

    protected AbstractIoService(IoSessionConfig sessionConfig, Executor executor) {
        if (sessionConfig == null) {
            throw new IllegalArgumentException("sessionConfig");
        }

        if (getTransportMetadata() == null) {
            throw new IllegalArgumentException("TransportMetadata");
        }

        if (!getTransportMetadata().getSessionConfigType().isAssignableFrom(sessionConfig.getClass())) {
            throw new IllegalArgumentException("sessionConfig type: " + sessionConfig.getClass() + " (expected: "
                    + getTransportMetadata().getSessionConfigType() + ")");
        }

        // Create the listeners, and add a first listener : a activation listener
        // for this service, which will give information on the service state.
        listeners = new IoServiceListenerSupport(this);
        listeners.add(serviceActivationListener);

        // Stores the given session configuration
        this.sessionConfig = sessionConfig;

        // Make JVM load the exception monitor before some transports
        // change the thread context class loader.
        ExceptionMonitor.getInstance();

        if (executor == null) {
            this.executor = Executors.newCachedThreadPool();
            createdExecutor = true;
        } else {
            this.executor = executor;
            createdExecutor = false;
        }

        threadName = getClass().getSimpleName() + '-' + id.incrementAndGet();
    }

這個構造函數還有一個監聽器，或者叫監聽池（可以包含多個監聽器）。用來監聽service創建、連接、斷開等動作，當上述動作發生地時候，會調用listener。里面可以寫自己的一些方法。

 

一次請求的過程如下 ：

Client通過Socket連接服務器，先是由Acceptor接收到請求連接的事件（即ACCEPT事件）。此事件由Acceptor進行處理，會創建一條Socket連接，並將此連接和一個NIOProcessor關聯，這個過程通過圖中的連接分配器進行，連接分配器會均衡的將Socket和不同的NIOProcessor綁定(輪流分配)，綁定完成后，會在NIOProcessor上進行讀寫事件的監聽，而讀寫的實際處理則分配給Processor任務完成。當有讀寫事件發生時，就會通知到對應的Processor進行數據處理。