常见NIO开源框架（MINA、xSocket）学习

基于io包的阻塞式socket通信代码简单，在连接数很少的情况下是一个不错的选择。不过实际应用中一个socket服务器采用传统的阻塞式socket方式通信可能会是一场灾难，一路socket同时进行读写操作可能就需要两条线程，如果需要并发一百路socket（这个量其实很小了），可能就是两百条线程，大概几分钟后cpu占用率就是高居不下了。 

基于原生nio的socket通信时一种很好的解决方案，基于事件的通知模式使得多并发时不用维持高数量的线程，高并发的socket服务器的java实现成为现实。不过原生nio代码十分复杂，无论编写还是修改都是一件头疼的事。“屏蔽底层的繁琐工作，让程序员将注意力集中于业务逻辑本身”，有需求就有生产力进步，于是各式各样的nio框架涌现而出，而笔者使用到的是其中最常见的两种：xSocket和MINA。 

1 xsocket框架 

官网：http://xsocket.sourceforge.net/ 

xSocket是一套非常简洁的nio框架，利用这套框架，你可以在完全不了解nio的情况下设计出高并发的socket服务器。 
server端代码： 

 public class ProjectServer extends Thread {

     private static final int PORT=9099;

     public void run() {
         IServer srv = null;
         try {
             //建立handler
             srv = new Server(PORT, new ProjectHandle());
         } catch (UnknownHostException e) {
             // TODO Auto-generated catch block
             e.printStackTrace();
         } catch (IOException e) {
             // TODO Auto-generated catch block
             e.printStackTrace();
         }
         //服务器运行
         srv.run();
         System.out.println("The ProjectServer start on port: "+PORT);
     }

     public static void main(String[] args) {
         ProjectServer projectServer = new ProjectServer();
         projectServer.start();
     }
 }

handler代码 

 public class ProjectHandle implements IDataHandler, IConnectHandler,
         IDisconnectHandler {
     /* 处理连接建立事件 */
     @Override
     public boolean onConnect(INonBlockingConnection nbc) throws IOException,
             BufferUnderflowException, MaxReadSizeExceededException {
         // TODO Auto-generated method stub
         System.out.println(nbc.getId() + "is connect!");
         return true;
     }

     /* 处理连接断开事件 */
     @Override
     public boolean onDisconnect(INonBlockingConnection nbc) throws IOException {
         // TODO Auto-generated method stub
         System.out.println(nbc.getId() + "is disconnect!");
         return true;
     }

     /* 处理接受数据事件 */
     @Override
     public boolean onData(INonBlockingConnection nbc) throws IOException,
             BufferUnderflowException, ClosedChannelException,
             MaxReadSizeExceededException {
         // TODO Auto-generated method stub
         String str = nbc.readStringByDelimiter("\0");
         System.out.println(str);
         return true;
     }
 }

这里我们以"\0"为间隔读取数据，xSocket还提供按照长度读取以及全部读取到一个ByteBuffer几种读取数据的方式，如果传递过程中采取byte数组格式，在接受数据时还可以使用xSocket自带的工具类DataConverter进行转化。譬如接收数据时如此操作： 

 ByteBuffer copyBuffer = ByteBuffer.allocate(20000);
 nbc.read(copyBuffer);
 copyBuffer.flip();
 String str = DataConverter.toString(copyBuffer, "utf-8");

就可以将二进制格式的传输内容还原为原始字符串了。 

需要说明的是虽然xSocket代码简单、开发快捷，但是由于太“上层”了，所以很多地方不利于coder自己控制。譬如socket通信中一个很常见的“半包连包”问题用xsocket处理起来就会很麻烦，而且如果传输协议是经过特殊设计的，xsocket也无法像mina那样自己编写解码器。当然如果你不是特别计较这些方面，那么非常适于上手的xSocket就是适合你的nio框架。 

另，附件中为xsocket所需要的jar包，下载后直接加载项目中即可使用。 

3 MINA 
项目主页：http://mina.apache.org/ 

闲话不说，上代码 

 public class Server extends Thread {
     private static final int PORT = 23;

     public void run() {
         IoAcceptor acceptor = new NioSocketAcceptor();
         acceptor.setHandler(new TestHandler());
         acceptor.getFilterChain().addLast("codec",
                 new ProtocolCodecFilter(new TextLineCodecFactory()));
         acceptor.getSessionConfig().setReadBufferSize(2048);
         acceptor.getSessionConfig().setIdleTime(IdleStatus.BOTH_IDLE, 10);
         try {
             acceptor.bind(new InetSocketAddress(PORT));
         } catch (IOException e) {
             // TODO Auto-generated catch block
             e.printStackTrace();
         }
         System.out.println("The ProjectServer start on port: " + PORT);
     }

     public static void main(String[] args) {
         Server server = new Server();
         server.start();
     }
 }

 public class TestHandler extends IoHandlerAdapter {

     @Override
     public void exceptionCaught(IoSession session, Throwable cause)
             throws Exception {
         // TODO Auto-generated method stub
         session.close(true);
     }

     @Override
     public void sessionCreated(IoSession session) throws Exception {
         // TODO Auto-generated method stub
         System.out.println("the new session is connecting");
     }

     @Override
     public void messageReceived(IoSession session, Object message)
             throws Exception {
         // TODO Auto-generated method stub
         String str = message.toString();
         System.out.println(str);
     }
 }

最简单的一个mina服务器实现，telnet就可以看到效果。 
稍微解释一下 
mina的实现主要在于给IoAcceptor增加过滤器 
new ProtocolCodecFilter(new TextLineCodecFactory())：这是一个解码器，可以自己实现ProtocolCodecFactory接口编写特定的解码器。不过注意一下，解码器必须和编码器同时使用，服务器端实现特定解码器的同时需要客户端应用特定编码。 
常用过滤器还有日志LoggingFilter()等，具体可以查看api。 

这里笔者想说的是对于一般的socket服务器，可能客户端并不会使用mina，譬如j2me或者干脆是一个c++的socket请求，此时我们上面的demo将毫无作用，具体来说就是解码过滤器失效。在实际应用中，我们一般是这样的处理的： 

 public class Server extends Thread {
     private static final int PORT = 11001;

     public void run() {
         IoAcceptor acceptor = new NioSocketAcceptor();
         acceptor.setHandler(new TestHandler());
             acceptor.getFilterChain().addLast("ddd", new StreamWriteFilter());
         acceptor.getSessionConfig().setReadBufferSize(2048);
         acceptor.getSessionConfig().setIdleTime(IdleStatus.BOTH_IDLE, 10);
         try {
             acceptor.bind(new InetSocketAddress(PORT));
         } catch (IOException e) {
             // TODO Auto-generated catch block
             e.printStackTrace();
         }
         System.out.println("The ProjectServer start on port: " + PORT);
     }

     public static void main(String[] args) {
         Server server = new Server();
         server.start();
     }
 }

注意我们并没有再使用 acceptor.getFilterChain().addLast("codec",new ProtocolCodecFilter(new TextLineCodecFactory())); 
而是 acceptor.getFilterChain().addLast("ddd", new StreamWriteFilter()); 
这个过滤器是直接对写入流操作，即原始的数据流 

handler端代码也要修改 

 public class TestHandler extends IoHandlerAdapter {

     @Override
     public void exceptionCaught(IoSession session, Throwable cause)
             throws Exception {
         // TODO Auto-generated method stub
         session.close(true);
     }

     @Override
     public void sessionCreated(IoSession session) throws Exception {
         // TODO Auto-generated method stub
         System.out.println("the new session is connecting");
     }

     @Override
     public void messageReceived(IoSession session, Object message)
             throws Exception {
         // TODO Auto-generated method stub

         IoBuffer buffer=(IoBuffer)message;
         ByteBuffer bf= buffer.buf();
         byte[] tempBuffer=new byte[bf.limit()];
         bf.get(tempBuffer);
         String str=new String(tempBuffer);
         System.out.println(str);
     }
 }

注意这段 

 IoBuffer buffer=(IoBuffer)message;
 ByteBuffer bf= buffer.buf();
 byte[] tempBuffer=new byte[bf.limit()];
 bf.get(tempBuffer);
 String str=new String(tempBuffer);
 System.out.println(str);

将原始的数据流还原为字符串，如果传输协议不是字符串而是byte数组，就直接对tempBuffer操作即可。 



附件中为mina的jar包和所以来的slf4j的jar包，欢迎下载。

• slf4j-api-1.5.3.jar (19.7 KB)
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• mina-core-2.0.0-M4.jar (619.8 KB)
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• slf4j-simple-1.5.3.jar (7.3 KB)
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