对于网络呢,我理解为通过电缆、光纤等传输介质进行数据传递。那么这些网络线路上传递的电信号、光信号就对应着人为设定的二进制数据,两者通过计算机的集成电路进行转换。
同时呢,网络有很多概念,例如
TCP/IP
TCP
IP
SOCKET
HTTP
Internet
www
网络分层、五层、七层: 物理层、链接层、网络层、传输层、应用层, 那么我们主要应用的是应用层。
Java的网络编程应该是比较简单,主要应用的是Socket编程,堵塞的有Socket,非堵塞的有ServerSocketChannel,SocketChannel。
SockteChannel主要是采用了selector选择器去寻找链接到服务端口的线程。
研究Socket编程,很容易跳转到底层,比如Unsafe、ReentrantLock、Sync、windowsSelectorProvider等比较底层的代码,接触到native方法。
编写socket及sockteChannel不难。 那么我主要研究网络的编程有tomcat及mina的源码框架进行研究过。 那么我主要说下mina,因为这个框架我实际使用过。
比如之前在研究tomcat源码时,因为tomcat源码最核心的部分之一就是监听端口,接收用户链接。底层就是采用的socket编程。试着编写自己的简陋的http服务器, 服务器返回时必须要添加协议状态,不然浏览器验证通不过,无法展示正常的数据:
HTTP/1.1\r\n
mina的层次:顶层 ioservice、ioaccept、IoConnector
IoAcceptor非堵塞 服务端:NioSocketAcceptor,客户端:NioSocketConnector
getFilterChain 设置过滤器
getSessionConfig().set…
setHandler 设置handler,业务逻辑处理
bind
mina、netty源自同一个人之手,它源自同一个人,他的相似程度可想而知了。 其实我感觉mina、tomcat的网络监听服务的架构也很相似的。
mina用的是非堵塞io SocketChannel 、ServerSocketChannel,同时还使用了多线程,有一个接受连接的线程acceptor,另有多个专门处理业务的线程processor。 tomcat也是如此。
无堵塞IO,多线程的并发本身就提升了性能,
运用了很多缓存,缓存有时更加能够提升性能。因为缓存实际就是资源共享,避免多次重复的去寻找及加载资源。
SimpleIoProcessorPool
第一 初始化NioSocketAcceptor:
IoAcceptor acceptor = new NioSocketAcceptor我们干了啥呢?
1、初始了SocketSession配置,DefaultSocketSessionConfig
2、初始化SimpleIoProcessorPool,processor池,默认初始化cpu数量+1
3、同时指定了处理器为NioProcessor
NioProcessor --》AbstractPollingIoProcessor
--》IoProcessor
第二 设置编解码过滤器:
acceptor.getFilterChain().addLast("codec",new ProtocolCodecFilter(new SumUpProtocolCodecFactory(true)));
这一步是在acceptor服务接受者的过滤链上添加编码及解码器。
在DefaultIoFilterChainBuilder上添加IoFilter、IoFilterAdapter。
例如ProtocolCodecFilter(协议过滤器),ProtocolCodecFilter添加编码及解码器
编码及解码器有:
ProtocolEncoder
ProtocolDecoder
MessageEncoder
MessageDecoder等接口
mina有很多默认的实现编解码器:TextLineEncoder、TextLineDecoder、object、message等等编解码类
不过设置LoggingFilter的时候有点特殊,这个类没有编码及解码功能。
第三 设置业务处理器Handler:
acceptor.setHandler(newTimeServerHandler());
handler处理业务,由自己进行编写,继承IoHandlerAdapter,主要是在一些消息接收及处理的方法进行代码的编写,比如最主要的messageReceived。
第四 设置session会话的一些属性,比如buffersize、空闲时间等:
acceptor.getSessionConfig().setReadBufferSize(2048);
acceptor.getSessionConfig().setIdleTime(IdleStatus.BOTH_IDLE,10);
第五 执行bind方法:
InetAddress 只有ip
InetSocketAddress ip及端口
Acceptor --> AbstractPollingIoAcceptorr --> AbstractIoAcceptor
Acceptor是AbstractPollingIoAcceptor内部类,开启ServerSocketChannel的接受服务端口。
同时在Acceptor的run方法中,当有链接上来时,selector选择器获取到cpu资源后,开始继续往下执行,这时processHandles中
session.getProcessor().add(session);
startupProcessor();
在add方法中会启动processor,一个链接对应于一个processor。在不显眼的add启动了很重要的processor,很多框架都这样,比如xml解析,很多xml的重要方法解析在if判断条件的方法里面。
以上主要是针对会话链接。
mina对于编码、解码也提供了很多有用的方法。
获取字节时:
in.getFloat()
in.getUnsigned()
编码输出字节时
先划分buffer
IoBuffer buffer = IoBuffer.allocate(28,false);
buffer.putString(message.getHeader(),3, DEFAULTENCODER);
buffer.putInt(message.getPackageId());
同时要注意的是二进制的数据对于数字类型来说,需要注意字节的高低位设置。
buffer.order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN);
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