【Apache Mina2.0开发之二】自定义实现Server/Client端的编解码工厂（自定义编码与解码器）！

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在上一篇博文中已经简单介绍过“过滤器”的概念，那么在Mina 中的协议编解码器通过过滤器 ProtocolCodecFilter 构造,这个过滤器的构造方法需 要一个 ProtocolCodecFactory,这从前面注册 TextLineCodecFactory 的代码就可以看出来。 ProtocolCodecFactory 中有如下两个方法:

public interface ProtocolCodecFactory {

ProtocolEncoder getEncoder(IoSession session) throws Exception;

ProtocolDecoder getDecoder(IoSession session) throws Exception;

}

因此,构建一个 ProtocolCodecFactory 需要 ProtocolEncoder、ProtocolDecoder 两个实例。你可能要问 JAVA 对象和二进制数据之间如何转换呢?这个要依据具体的通信协议,也就是 Server 端要和 Client 端约定网络传输的数据是什么样的格式,譬如:第一个字节表示数据 长度,第二个字节是数据类型,后面的就是真正的数据(有可能是文字、有可能是图片等等), 然后你可以依据长度从第三个字节向后读,直到读取到指定第一个字节指定长度的数据。

简单的说,HTTP 协议就是一种浏览器与 Web 服务器之间约定好的通信协议,双方按照指定 的协议编解码数据。我们再直观一点儿说,前面一直使用的 TextLine 编解码器就是在读取 网络上传递过来的数据时,只要发现哪个字节里存放的是 ASCII 的 10、13 字符(\r、\n), 就认为之前的字节就是一个字符串(默认使用 UTF-8 编码)。

以上所说的就是各种协议实际上就是网络七层结构中的应用层协议,它位于网络层(IP)、 传输层(TCP)之上,Mina 的协议编解码器就是让你实现一套自己的应用层协议栈。

首先我们创建一个传递的对象类：

package com.entity;
import javax.persistence.Column;
import javax.persistence.Entity;
import javax.persistence.GeneratedValue;
import javax.persistence.GenerationType;
import javax.persistence.Id;
import javax.persistence.Table;

import org.hibernate.annotations.Index;

/**
 * @author Himi
 */
@Entity
@Table (name = "playerAccount" )
public class PlayerAccount_Entity {

    private int id;
    private String name;
    private String emailAdress;
    private int sex; // 0=man 1=woman

    @Id
    @Column (name = "playerAccountID" )
    @GeneratedValue (strategy = GenerationType.AUTO)
    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId( int id) {
        this .id = id;
    }

    @Index (name= "nameIndex" )
    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this .name = name;
    }

    public String getEmailAdress() {
        return emailAdress;
    }

    public void setEmailAdress(String emailAdress) {
        this .emailAdress = emailAdress;
    }

    public int getSex() {
        return sex;
    }

    public void setSex( int sex) {
        this .sex = sex;
    }

}

2. 创建一个编码类：

package com.protocol;
/**
 * @author Himi
 */

import java.nio.charset.Charset;
import java.nio.charset.CharsetEncoder;

import org.apache.mina.core.buffer.IoBuffer;
import org.apache.mina.core.session.IoSession;
import org.apache.mina.filter.codec.ProtocolEncoderAdapter;
import org.apache.mina.filter.codec.ProtocolEncoderOutput;

import com.entity.PlayerAccount_Entity;

public class HEncoder extends ProtocolEncoderAdapter {

    private final Charset charset;

    public HEncoder(Charset charset) {
        this .charset = charset;

    }

    @Override
    public void encode(IoSession arg0, Object arg1, ProtocolEncoderOutput arg2)
            throws Exception {

        CharsetEncoder ce = charset.newEncoder();

        PlayerAccount_Entity paEntity = (PlayerAccount_Entity) arg1;
        String name = paEntity.getName();

        IoBuffer buffer = IoBuffer.allocate( 100 ).setAutoExpand( true );
        buffer.putString(name, ce);
        buffer.flip();
        arg2.write(buffer);

    }

}

在 Mina 中编写编码器可以实现 ProtocolEncoder,其中有 encode()、dispose()两个方法需 要实现。这里的 dispose()方法用于在销毁编码器时释放关联的资源,由于这个方法一般我 们并不关心,所以通常我们直接继承适配器 ProtocolEncoderAdapter。

3.创建一个解码类：

package com.protocol;
/**
 * @author Himi
 */
import java.nio.charset.Charset;
import java.nio.charset.CharsetDecoder;
 
import org.apache.mina.core.buffer.IoBuffer;
import org.apache.mina.core.session.IoSession;
import org.apache.mina.filter.codec.CumulativeProtocolDecoder;
import org.apache.mina.filter.codec.ProtocolDecoderOutput;
 
import com.entity.PlayerAccount_Entity;
 
public class HDecoder extends CumulativeProtocolDecoder {
 
    private final Charset charset;
 
    public HDecoder(Charset charset) {
        this.charset = charset;
 
    }
 
    @Override
    protected boolean doDecode(IoSession arg0, IoBuffer arg1,
            ProtocolDecoderOutput arg2) throws Exception {
        CharsetDecoder cd = charset.newDecoder();
 
        String name = arg1.getString(cd); 
 
        PlayerAccount_Entity paEntity = new PlayerAccount_Entity();
        paEntity.setName(name); 
 
        arg2.write(paEntity);
        return true;
    }
 
}

在 Mina 中编写解码器,可以实现 ProtocolDecoder 接口,其中有 decode()、finishDecode()、 dispose()三个方法。这里的 finishDecode()方法可以用于处理在 IoSession 关闭时剩余的 读取数据,一般这个方法并不会被使用到,除非协议中未定义任何标识数据什么时候截止 的约定,譬如:Http 响应的 Content-Length 未设定,那么在你认为读取完数据后,关闭 TCP 连接(IoSession 的关闭)后,就可以调用这个方法处理剩余的数据,当然你也可以忽略调 剩余的数据。同样的,一般情况下,我们只需要继承适配器 ProtocolDecoderAdapter,关 注 decode()方法即可。

但前面说过解码器相对编码器来说,最麻烦的是数据发送过来的规模,以聊天室为例,一个 TCP 连接建立之后,那么隔一段时间就会有聊天内容发送过来,也就是 decode()方法会被往 复调用,这样处理起来就会非常麻烦。那么 Mina 中幸好提供了 CumulativeProtocolDecoder 类,从名字上可以看出累积性的协议解码器,也就是说只要有数据发送过来,这个类就会去 读取数据,然后累积到内部的 IoBuffer 缓冲区,但是具体的拆包(把累积到缓冲区的数据 解码为 JAVA 对象)交由子类的 doDecode()方法完成,实际上 CumulativeProtocolDecoder 就是在 decode()反复的调用暴漏给子类实现的 doDecode()方法。

具体执行过程如下所示:

A. 你的 doDecode()方法返回 true 时,CumulativeProtocolDecoder 的 decode()方法会首先判断你是否在 doDecode()方法中从内部的 IoBuffer 缓冲区读取了数据,如果没有,ce); buffer.putString(smsContent, ce);buffer.flip();则会抛出非法的状态异常,也就是你的 doDecode()方法返回 true 就表示你已经消费了 本次数据(相当于聊天室中一个完整的消息已经读取完毕),进一步说,也就是此时你 必须已经消费过内部的 IoBuffer 缓冲区的数据(哪怕是消费了一个字节的数据)。如果 验证过通过,那么 CumulativeProtocolDecoder 会检查缓冲区内是否还有数据未读取, 如果有就继续调用 doDecode()方法,没有就停止对 doDecode()方法的调用,直到有新 的数据被缓冲。

B. 当你的 doDecode()方法返回 false 时,CumulativeProtocolDecoder 会停止对 doDecode() 方法的调用,但此时如果本次数据还有未读取完的,就将含有剩余数据的 IoBuffer 缓 冲区保存到 IoSession 中,以便下一次数据到来时可以从 IoSession 中提取合并。如果 发现本次数据全都读取完毕,则清空 IoBuffer 缓冲区。简而言之,当你认为读取到的数据已经够解码了,那么就返回 true,否则就返回 false。这 个 CumulativeProtocolDecoder 其实最重要的工作就是帮你完成了数据的累积,因为这个工 作是很烦琐的。

4.创建一个编解码工厂类：

package com.protocol;
 
import java.nio.charset.Charset;
 
import org.apache.mina.core.session.IoSession;
import org.apache.mina.filter.codec.ProtocolCodecFactory;
import org.apache.mina.filter.codec.ProtocolDecoder;
import org.apache.mina.filter.codec.ProtocolEncoder;
/**
 *
 * @author Himi
 *
 */
public class HCoderFactory implements ProtocolCodecFactory {
 
    private final HEncoder encoder;
    private final HDecoder decoder;
 
    public HCoderFactory() {
        this(Charset.defaultCharset());
    }
 
    public HCoderFactory(Charset charSet) {
        this.encoder = new HEncoder(charSet);
        this.decoder = new HDecoder(charSet);
    }
 
    @Override
    public ProtocolDecoder getDecoder(IoSession arg0) throws Exception {
        // TODO Auto-generated method stub
        return decoder;
    }
 
    @Override
    public ProtocolEncoder getEncoder(IoSession arg0) throws Exception {
        // TODO Auto-generated method stub
        return encoder;
    }
 
}

这个工厂类就是包装了编码器、解码器,通过接口中的 getEncoder()、getDecoder() 方法向 ProtocolCodecFilter 过滤器返回编解码器实例,以便在过滤器中对数据进行编解码 处理。

5. 以上3个编解码有关的类在Server与Client读需要有，那么同时我们创建好了自定义的编解码有关的类后，我们设置Server和Client的编码工厂为我们自定义的编码工厂类：

DefaultIoFilterChainBuilder chain = acceptor.getFilterChain();      chain.addLast( "mycoder" , new ProtocolCodecFilter( new HCoderFactory(             Charset.forName( "UTF-8" ))));

 

6.书写测试的消息处理器类Client和Server端；

Client端消息处理器： 

/**
 * @author Himi
 */
 
import org.apache.mina.core.service.IoHandlerAdapter;
import org.apache.mina.core.session.IoSession;
 
import com.protocol.PlayerAccount_Entity;
 
public class ClientMainHanlder extends IoHandlerAdapter {
    // 当一个客端端连结到服务器后
    @Override
    public void sessionOpened(IoSession session) throws Exception {
        PlayerAccount_Entity ho = new PlayerAccount_Entity();
        ho.setName("李华明 [email protected]");
        session.write(ho);
    }
 
    // 当一个客户端关闭时
    @Override
    public void sessionClosed(IoSession session) {
        System.out.println("I'm Client &&  I closed!");
    }
 
    // 当服务器端发送的消息到达时:
    @Override
    public void messageReceived(IoSession session, Object message)
            throws Exception {
        PlayerAccount_Entity ho = (PlayerAccount_Entity) message;
        System.out.println("Server Say:name:" + ho.getName());
    }
}

Server端消息处理器：

/**
 * @author Himi
 */
 
import org.apache.mina.core.service.IoHandlerAdapter;
import org.apache.mina.core.session.IdleStatus;
import org.apache.mina.core.session.IoSession;
 
import com.entity.PlayerAccount_Entity;
import com.sessionUtilities.HibernateUtil;
 
public class MainHanlder extends IoHandlerAdapter {
 
    private int count = 0;
 
    // 当一个新客户端连接后触发此方法.
    /*
     * 这个方法当一个 Session 对象被创建的时候被调用。对于 TCP 连接来说,连接被接受的时候 调用,但要注意此时 TCP
     * 连接并未建立,此方法仅代表字面含义,也就是连接的对象 IoSession 被创建完毕的时候,回调这个方法。 对于 UDP
     * 来说,当有数据包收到的时候回调这个方法,因为 UDP 是无连接的。
     */
    public void sessionCreated(IoSession session) {
        System.out.println("新客户端连接");
    }
 
    // 当一个客端端连结进入时 @Override
    /*
     * 这个方法在连接被打开时调用,它总是在 sessionCreated()方法之后被调用。对于 TCP 来
     * 说,它是在连接被建立之后调用,你可以在这里执行一些认证操作、发送数据等。 对于 UDP 来说,这个方法与
     * sessionCreated()没什么区别,但是紧跟其后执行。如果你每 隔一段时间,发送一些数据,那么
     * sessionCreated()方法只会在第一次调用,但是 sessionOpened()方法每次都会调用。
     */
    public void sessionOpened(IoSession session) throws Exception {
        count++;
        System.out.println("第 " + count + " 个 client 登陆！address： : "
                + session.getRemoteAddress());
 
    }
 
    // 当客户端发送的消息到达时:
    /*
     * 对于 TCP 来说,连接被关闭时,调用这个方法。 对于 UDP 来说,IoSession 的 close()方法被调用时才会毁掉这个方法。
     */
    @Override
    public void messageReceived(IoSession session, Object message)
            throws Exception {
        // // 我们己设定了服务器解析消息的规则是一行一行读取,这里就可转为String:
        // String s = (String) message;
        // // Write the received data back to remote peer
        // System.out.println("收到客户机发来的消息: " + s);
        // // 测试将消息回送给客户端 session.write(s+count); count++;
 
        PlayerAccount_Entity ho = (PlayerAccount_Entity) message;
        System.out.println("Client Say:" + ho.getName());
 
        ho.setName("Himi  [email protected]");
        session.write(ho);
 
    }
 
    // 当信息已经传送给客户端后触发此方法.
    /*
     * 当发送消息成功时调用这个方法,注意这里的措辞,发送成功之后,也就是说发送消息是不 能用这个方法的。
     */
    @Override
    public void messageSent(IoSession session, Object message) {
        System.out.println("信息已经传送给客户端");
 
    }
 
    // 当一个客户端关闭时
    /*
     * 对于 TCP 来说,连接被关闭时,调用这个方法。 对于 UDP 来说,IoSession 的 close()方法被调用时才会毁掉这个方法。
     */
    @Override
    public void sessionClosed(IoSession session) {
        System.out.println("one Clinet Disconnect !");
    }
 
    // 当连接空闲时触发此方法.
    /*
     * 这个方法在 IoSession 的通道进入空闲状态时调用,对于 UDP 协议来说,这个方法始终不会 被调用。
     */
    @Override
    public void sessionIdle(IoSession session, IdleStatus status) {
//      System.out.println("连接空闲");
    }
 
    // 当接口中其他方法抛出异常未被捕获时触发此方法
    /*
     * 这个方法在你的程序、Mina 自身出现异常时回调,一般这里是关闭 IoSession。
     */
    @Override
    public void exceptionCaught(IoSession session, Throwable cause) {
        System.out.println("其他方法抛出异常");
    }
 
}

OK，首先启动Server端，然后运行Client端，观察控制台：