Apache MINA(Multipurpose Infrastructure for Network Applications) 是 Apache 组织一个项目,它为开发高性能和高可用性的网络应用程序提供了非常便利的框架。
Apache MINA 是一个网络应用程序框架,可帮助用户轻松开发高性能和高可伸缩性的网络应用程序。它通过 Java NIO 通过各种传输(例如TCP / IP和UDP / IP)提供了一个抽象的事件驱动的异步API。
Apache MINA 通常被称为:
NIO 框架库,
客户端服务器框架库,或
网络套接字库
Apache MINA 带有许多子项目:
AsyncWeb:基于 MINA 异步框架构建的 HTTP 服务器
FtpServer:FTP 服务器
SSHd:一个支持 SSH 协议的 Java 库
Vysper:XMPP 服务器
Apache Mina Server 是一个网络通信应用框架,也就是说,它主要是对基于TCP/IP、UDP/IP协议栈的通信框架(当然,也可以提供JAVA 对象的序列化服务、虚拟机管道通信服务等),Mina 可以帮助我们快速开发高性能、高扩展性的网络通信应用,Mina 提供了事件驱动、异步(Mina 的异步IO 默认使用的是JAVA NIO 作为底层支持)操作的编程模型。
Mina 主要有1.x 和2.x
两个分支,这里我们讲解最新版本2.0,如果你使用的是Mina 1.x,那么可能会有一些功能并不适用。
Mina 同时提供了网络通信的Server 端、Client 端的封装,无论是哪端,Mina 在整个网通通信结构中都处于如下的位置:可见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。同样的,无论是哪端,Mina 的执行流程如下所示:
Mina的底层依赖的主要是Java NIO库,上层提供的是基于事件的异步接口。其整体的结构如下:
(1)、 IoService:最底层的是IOService,负责具体的IO相关工作。这一层的典型代表有IOSocketAcceptor和IOSocketChannel,分别对应TCP协议下的服务端和客户端的IOService。IOService的意义在于隐藏底层IO的细节,对上提供统一的基于事件的异步IO接口。每当有数据到达时,IOService会先调用底层IO接口读取数据,封装成IoBuffer,之后以事件的形式通知上层代码,从而将Java NIO的同步IO接口转化成了异步IO。所以从图上看,进来的low-level IO经过IOService层后变成IO Event。具体的代码可以参考org.apache.mina.core.polling.AbstractPollingIoProcessor的私有内部类Processor。
(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。需要有开发者自己来实现这个接口。IoHandler可以看成是Mina处理流程的终点,每个IoService都需要指定一个IoHandler。
(5)、IoSession:是对底层连接(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)的封装,一个IoSession对应于一个底层的IO连接(在Mina中UDP也被抽象成了连接)。通过IoSession,可以获取当前连接相关的上下文信息,以及向远程peer发送数据。发送数据其实也是个异步的过程。发送的操作首先会逆向穿过IoFilterChain,到达IoService。但IoService上并不会直接调用底层IO接口来将数据发送出去,而是会将该次调用封装成一个WriteRequest,放入session的writeRequestQueue中,最后由IoProcessor线程统一调度flush出去。所以发送操作并不会引起上层调用线程的阻塞。
具体代码可以参考org.apache.mina.core.filterchain.DefaultIoFilterChain的内部类HeadFilter的filterWrite方法。
工作流程:
服务端流程:
1、通过SocketAcceptor 同客户端建立连接;
2、连接建立之后 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;
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。
一图胜千言,MINA的核心类图: