深入解析Apache Mina源码(2)——Mina的事件模型
1、深入解析Apache Mina源码(1)——Mina的过滤器机制实现
2、深入解析Apache Mina源码(2)——Mina的事件模型
一、观察者模式的本来面目
工作时间长了，会发现代码中的很多东西都是相通相似的，就说JAVA的事件机制其实就是观察者模式的实现，学会了观察者模式，事件机制自己无师自通，先以我的角度看看什么是观察者模式。
观察者模式，顾名思义，应该有观察者（抽象观察者“Observer”角色）和被观察者（抽象主题“Subject”角色），被观察者一旦有变化就通知观察者更新自己。
形象图：
下面是观察者模式的类图：
从我的角度简单点理解，我们知道面向对象编程不过是对象之间的相互调用，那么被观察者应该有个列表（List）来把所有观察者引用起来，当有事件要通知观察者时，我们从List中把所有观察者类取出来挨个调用观察者的方法（如update()）。这个过程中只有充分利用了面向对象编程的多态，继承等特性才能实现。
下面是代码实现：
被观察者(抽象主题类):
package com.lifanghu.observer; import java.util.ArrayList; import java.util.List; /** * @author lifh * @mail [email protected] * @since 2012-6-14 下午06:18:26 * @name com.lifanghu.observer.Subject.java * @version 1.0 */ public abstract class Subject { private List<Observer> observers = new ArrayList<Observer>(); /** * 增加一个观察者 * @param observer * @author lifh */ public void addObserver(Observer observer) { observers.add(observer); } /** * 删除一个观察者 * @param observer * @author lifh */ public void removeObserver(Observer observer) { observers.remove(observer); } /** * 通知所有观察者 * @author lifh */ public void notifyObservers() { for (Observer observer : observers) { observer.update(this); } } }
实际被观察者(真实主题角色):
package com.lifanghu.observer; /** * 实际被观察者 * @author lifh * @mail [email protected] * @since 2012-6-14 下午10:48:02 * @name com.lifanghu.observer.XiaoMing.java * @version 1.0 */ public class XiaoMing extends Subject { private String state; //实际要通进行通知的方法 public void change() { this.notifyObservers(); } public String getState() { return state; } public void setState(String state) { this.state = state; } }
抽象观察者:
package com.lifanghu.observer; /** * 实际观察者 * @author lifh * @mail [email protected] * @since 2012-6-14 下午10:54:07 * @name com.lifanghu.observer.XiaoWang.java * @version 1.0 */ public class XiaoWang implements Observer { public void update(Subject subject) { XiaoMing xm = (XiaoMing) subject; System.out.println("小王得到通知：" + xm.getState() + ";小王说:活该！"); } }
具体观察者1:
package com.lifanghu.observer; /** * 实际观察者 * @author lifh * @mail [email protected] * @since 2012-6-14 下午10:54:07 * @name com.lifanghu.observer.XiaoWang.java * @version 1.0 */ public class XiaoWang implements Observer { public void update(Subject subject) { XiaoMing xm = (XiaoMing) subject; System.out.println("小王得到通知：" + xm.getState() + ";小王说:活该！"); } }
具体观察者2:
package com.lifanghu.observer; /** * 实际观察者 * @author lifh * @mail [email protected] * @since 2012-6-14 下午10:56:17 * @name com.lifanghu.observer.ZhangShan.java * @version 1.0 */ public class ZhangShan implements Observer { public void update(Subject subject) { XiaoMing xm = (XiaoMing) subject; System.out.println("张三得到通知：" + xm.getState() + ";张三说：快吃药吧！"); } }
客户端调用逻辑:
package com.lifanghu.observer; /** * 实际观察者 * @author lifh * @mail [email protected] * @since 2012-6-14 下午10:56:17 * @name com.lifanghu.observer.ZhangShan.java * @version 1.0 */ public class ZhangShan implements Observer { public void update(Subject subject) { XiaoMing xm = (XiaoMing) subject; System.out.println("张三得到通知：" + xm.getState() + ";张三说：快吃药吧！"); } }
输出结果:
小王得到通知：小明病了;小王说:活该！
说明：对于观察者模式JDK是有相应的实现支持的，内置观察者模式主要有2个类，一个是类Observable,一个是接口类Observer ，大家可以上网去查，或者直接看它的源码，这里就不多说了。
二、从观察者模式到事件机制
关于事件机制上面也谈了，它其实就是观察者模式的实现，关于两者的联系也可以看iteye上的另一讨论http://www.iteye.com/topic/182643，里面说的已经很清楚了。
关于事件模型我想说的是里面的三个元素：事件源，事件本身，监听者，对应观察者模式的三个元素分别是：被观察者，观察者方法要传入的参数，观察者。
关于事件机制JDK也有相应的实现java.util.EventListener和java.util.EventObject 。
三、Mina中的事件以及监听器的实现
Mina 中有主要有三种事件：
1、org.apache.mina.core.service包下面对IoService接口实现和IoSession接口实现的监听，它不是一个纯的事件模型，没有事件本身（EventObject）的存在。
2、org.apache.mina.core.session包下在线程池环境下对于事件的触发从而进入过滤器链进行的处理，它不是一个纯事件的模型，少了监听器(EventListener)的实现。
3、org.apache.mina.core.future包下对于异步IO操作（IoFuture）进行监听。它也不是一个纯的事件模型，也是少了事件本身（EventObject）的存在。
下面分别介绍下这三种事件细节。
1、service包下面主要有两个类是用于监听模式的，监听者IoServiceListener和它的帮助类IoServiceListenerSupport，IoServiceListener接口继承了EventListener，标明自己是个监听者接口，主要监听service和session的创建，空闲，销毁事件的。IoServiceListenerSupport作为它的帮助类，实际上充当了事件源的角色，它存储了IoServiceListener的成员列表。
/** A list of {@link IoServiceListener}s. */
private final List<IoServiceListener> listeners = new CopyOnWriteArrayList<IoServiceListener>();
里面有增加和删除监听者的方法：
/**
* Adds a new listener.
*
* @param listener The added listener
*/
public void add(IoServiceListener listener) {
if (listener != null) {
listeners.add(listener);
}
}
/**
* Removes an existing listener.
*
* @param listener The listener to remove
*/
public void remove(IoServiceListener listener) {
if (listener != null) {
listeners.remove(listener);
}
}
通知监听者的方法：
/**
* Calls {@link IoServiceListener#serviceActivated(IoService)}
* for all registered listeners.
* 通知方法
*/
public void fireServiceActivated() {
if (!activated.compareAndSet(false, true)) {
// The instance is already active
return;
}
activationTime = System.currentTimeMillis();
// Activate all the listeners now
for (IoServiceListener listener : listeners) {//循环提取出listeners执行本身的方法
try {
listener.serviceActivated(service);
} catch (Throwable e) {
ExceptionMonitor.getInstance().exceptionCaught(e);
}
}
}
再来看接口IoService，有对监听器的操作：
/**
* Adds an {@link IoServiceListener} that listens any events related with
* this service.
*/
void addListener(IoServiceListener listener);
/**
* Removed an existing {@link IoServiceListener} that listens any events
* related with this service.
*/
void removeListener(IoServiceListener listener);
它的实现AbstractIoService里面可以看到，实际是调用的IoServiceListenerSupport的方法执行的有关操作：
/**
* {@inheritDoc}
*/
public final void addListener(IoServiceListener listener) {
listeners.add(listener);
}
/**
* {@inheritDoc}
*/
public final void removeListener(IoServiceListener listener) {
listeners.remove(listener);
}
看下AbstractIoAcceptor类的调用方法：
if (activate) {
//触发监听器的服务创建事件
getListeners().fireServiceActivated();
}
2、session包下的事件模型主要还是基于多线程模型来实现的，可以看到IoEvent实现了Runnable接口，它作为任务放入到线程池中去执行，看它的run方法：
// 此类实现了 Runnable 它的存在主要为了线程池过滤器ExecutorFilter来使用的。
// 这样如果加入了ExecutorFilter后，后面所有的数据处理都是多线程方式进行的。
// 一般放在handler前面，也就是所有过滤器的后面，因为handler主要做业务处理，可能会有数据库的操作，比较耗时，适合多线程。
public void run() {
//激活各种事件
fire();
}
IO事件类型：
package org.apache.mina.core.session;
/**
* An {@link Enum} that represents the type of I/O events and requests.
* Most users won't need to use this class. It is usually used by internal
* components to store I/O events.
*
* @author <a href="http://mina.apache.org">Apache MINA Project</a>
*/
public enum IoEventType {
SESSION_CREATED,//session创建
SESSION_OPENED,//session打开
SESSION_CLOSED,//session关闭
MESSAGE_RECEIVED,//消息接收
MESSAGE_SENT,//消息发送
SESSION_IDLE,//session空闲
EXCEPTION_CAUGHT,//发生异常
WRITE,//写事件
CLOSE,//关闭session事件
}
它有一个实现类IoFilterEvent，我们知道如果我们想要利用mina的多线程处理，需要如下加一个过滤器：
connector.getFilterChain().addLast("executor", new ExecutorFilter());
在这个时候我们的IoEvent就派上了用场，ExecutorFilter是一个实现了线程池（线程池在后面的文章中会介绍）的过滤器，看下ExecutorFilter的调用：
@Override
public final void sessionOpened(NextFilter nextFilter, IoSession session) {
if (eventTypes.contains(IoEventType.SESSION_OPENED)) {
IoFilterEvent event = new IoFilterEvent(nextFilter, IoEventType.SESSION_OPENED,
session, null);
//触发事件
fireEvent(event);
} else {
nextFilter.sessionOpened(session);
}
}
/**
* Fires the specified event through the underlying executor.
*
* @param event The filtered event
*/
protected void fireEvent(IoFilterEvent event) {
//将事件提交给线程池执行
executor.execute(event);
}
可以看到这个session下的事件模型没有监听器，所以基本就没有事件模式的概念了，但是还是有一些事件模型的一些影子，所以可以认为它是一个伪事件模型。
3、future包下面的事件模型，是比较常规的事件模型，这是一个异步调用后的事件模型，当设定的异步操作完成后会调用监听器的operationComplete方法，事件源为IoFuture等，监听器是IoFutureListener，它只有一个方法：
/**
* Invoked when the operation associated with the {@link IoFuture}
* has been completed even if you add the listener after the completion.
* 只有一个处理完成的回调方法，当线程池将我们的任务处理完成后会调用此方法。
* @param future The source {@link IoFuture} which called this
* callback.
*/
void operationComplete(F future);
看下事件源的代码：
package org.apache.mina.core.future;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import org.apache.mina.core.session.IoSession;
/**
* Represents the completion of an asynchronous I/O operation on an
* {@link IoSession}.
* Can be listened for completion using a {@link IoFutureListener}.
* 因为有了线程池模型才会有异步的概念。
* 我们将各种IO操作（连接，关闭，读，写）以任务的方式放入队列中并返回IoFuture供线程池去处理。
* 处理过程和处理完成的操作会改变IoFuture的状态。
* @author <a href="http://mina.apache.org">Apache MINA Project</a>
*/
public interface IoFuture {
/**
* Returns the {@link IoSession} which is associated with this future.
*/
IoSession getSession();
/**
* Wait for the asynchronous operation to complete.
* The attached listeners will be notified when the operation is
* completed.
*/
IoFuture await() throws InterruptedException;
/**
* Wait for the asynchronous operation to complete with the specified timeout.
* 等待操作在指定时间内完成
* @return <tt>true</tt> if the operation is completed.
*/
boolean await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
/**
* Wait for the asynchronous operation to complete with the specified timeout.
*
* @return <tt>true</tt> if the operation is completed.
*/
boolean await(long timeoutMillis) throws InterruptedException;
/**
* Wait for the asynchronous operation to complete uninterruptibly.
* The attached listeners will be notified when the operation is
* completed.
* 等待异步操作完成，完成后会触发注册的监听器。
* @return the current IoFuture
*/
IoFuture awaitUninterruptibly();
/**
* Wait for the asynchronous operation to complete with the specified timeout
* uninterruptibly.
*
* @return <tt>true</tt> if the operation is completed.
*/
boolean awaitUninterruptibly(long timeout, TimeUnit unit);
/**
* Wait for the asynchronous operation to complete with the specified timeout
* uninterruptibly.
*
* @return <tt>true</tt> if the operation is finished.
*/
boolean awaitUninterruptibly(long timeoutMillis);
/**
* @deprecated Replaced with {@link #awaitUninterruptibly()}.
*/
@Deprecated
void join();
/**
* @deprecated Replaced with {@link #awaitUninterruptibly(long)}.
*/
@Deprecated
boolean join(long timeoutMillis);
/**
* Returns if the asynchronous operation is completed.
*/
boolean isDone();
/**
* Adds an event <tt>listener</tt> which is notified when
* this future is completed. If the listener is added
* after the completion, the listener is directly notified.
* 增加异步完成后的监听者
*/
IoFuture addListener(IoFutureListener<?> listener);
/**
* Removes an existing event <tt>listener</tt> so it won't be notified when
* the future is completed.
* 删除异步完成后的监听者
*/
IoFuture removeListener(IoFutureListener<?> listener);
}
看下调用监听者的方法类DefaultIoFuture的代码：
/**
* Sets the result of the asynchronous operation, and mark it as finished.
*/
public void setValue(Object newValue) {
synchronized (lock) {
// Allow only once.
if (ready) {
return;
}
result = newValue;
ready = true;
if (waiters > 0) {
lock.notifyAll();
}
}
//调用监听者的方法
notifyListeners();
}
在此我们可以学到JAVA的异步只有在多线程操作下才有可能实现。
四、推荐文章
参考文章：
1. 观察者模式
http://ttitfly.iteye.com/blog/152512
2. 《JAVA与模式》之观察者模式
http://www.cnblogs.com/java-my-life/archive/2012/05/16/2502279.html
3. Java事件机制理解及应用
http://blog.csdn.net/JianZhiZG/article/details/1427073
4. java 事件机制
http://www.blogjava.net/chenweicai/archive/2007/04/13/110350.html
五、总结
事件模型作为mina中一个重要的设计模式很好的体现了JAVA高内聚，低耦合的设计思想，也让用户的调用代码简洁易用，本文章本着抛砖引玉的态度希望大家能指出缺点，共同讨论。
每天进步一点点，不做无为的码农。。。。。
2012年6月17日星期日
码农虎虎