一、前言:
已经很久没有碰编码了,大概有9年的时间,日新月异的框架和新东西让我眼花缭乱。之前一直在做web相关的应用。由于项目不大,分布式开发在我编码的那个年代里没有做过,后来走上管理岗位才接触到,仅限于沟通交流和方案的策划,并没有真正的做过。如今我有了一点时间和精力,决定自己学习一下,先从简单的消息通讯开始吧。
好,背景完毕!下面说说我想做的东西,我想做一个基于NIO的消息路由,而并不基于目前已有的各种优秀框架(mina,netty等等),这么做的初衷也许跟我个人的习惯有关,我总是觉得如果不明白原理,即使再好的框架当遭遇问题的时候,我也会无从下手,如果我懂得了原理,再选用其他的框架,也会更得心应手。所以才没有使用现今那些优秀的框架,或许是我的一点点偏见吧。
我的代码已经发布在 http://git.oschina.net/java616
目已经完成根据客户端的标识进行消息的异步转发,仍会持续的迭代和增加。有兴趣的可以下载回去,如果我有做的不好或者不对的地方,敬请指出。
二、一些概念和例程
NIO是啥我就不说了,我们来看一下我理解的NIO工作流程,如图:
上图为我所理解的NIO的工作过程,如果存在问题,请批评斧正。概括一下我的理解:
SocketChannel:为NIO工作过程中,数据传输的通道,客户端与服务端的每次交互都是通过此通道进行的;
Selector(多路复用器):会监控其注册的通道上面的任何事件,获得SelectionKey,事件分为OP_ACCEPT,OP_CONNECT,OP_WRITE,OP_READ(这是SelectionKey的四个属性),OP_ACCEPT应该为服务端接收到客户端连接时的一种状态,我在客户端并没有用到此状态;OP_CONNECT则为客户端已经连接上服务端的一种状态,我在服务端并没有使用这个状态;
Buffer:我的应用中,我一直使用ByteBuffer,此类是整个NIO通讯的关键,必须理解才能进行通讯的开发,否则可能产生问题;所有的通讯内容都需要在此类中写入和读出;
如果想做nio相关的应用,那么一些概念上的东西是不可回避的,在这里推荐:http://www.iteye.com/magazines/132-Java-NIO 。
下面三段代码,分别完成了服务的创建、服务对事件的监听以及客户端对事件的监听(不可直接拷贝使用,有一些变量没有声明,如有兴趣,可以去下载我的源码)。
服务的创建
//打开一个serversocket通道,ServerSocketChannel是一个监控是否有新连接进入的通道。
serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
//将这个serversokect通道设置为非阻塞模式
serverSocketChannel.configureBlocking(false);
//绑定serversokect的ip和端口
serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(cfg.getIp(), cfg.getPort()));
//打开选择器
selector = Selector.open();
//将此通道注册给选择器selector
serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
服务对事件的监听
//监听事件key
selector.select(2000);
//迭代一组事件key
Iterator<SelectionKey> keys = selector.selectedKeys().iterator();
while (keys.hasNext()) {
//定义一个socket通道
SocketChannel socketChannel = null;
int count = 0;
SelectionKey key = keys.next();
// Logs.info("有网络事件被触发,事件类型为:" + key.interestOps());
//删除Iterator中的当前key,避免重复处理
keys.remove();
if (!key.isValid()) {
continue;
} else if (key.isAcceptable()) {
//从客户端送来的key中获取ServerSocket通道
serverSocketChannel = (ServerSocketChannel) key.channel();
//接收此ServerSocket通道中的Socket通道,accept是一个阻塞方法,一直到获取到连接才会继续
socketChannel = serverSocketChannel.accept();
//将此socket通道设置为非阻塞模式
socketChannel.configureBlocking(false);
//将此通道注册到selector,并等待接收客户端的读入数据
socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
allocToken(socketChannel);
} else if (key.isReadable()) {
//获取事件key中的channel
socketChannel = (SocketChannel) key.channel();
ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(Config.getReadBlock());
//清理缓冲区,便于使用
byteBuffer.clear();
//将channel中的字节流读入缓冲区
count = socketChannel.read(byteBuffer);
byteBuffer.flip();
//处理粘包
if (count > 0) {
try {
handlePacket(socketChannel, byteBuffer);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
// continue;//如果当前包存在非法抛出异常,那么不再进行处理直接跳出循环,处理下一个包;此处存疑,测试阶段暂时注释
}
} else if (count == 0) {
continue;
} else {
socketChannel.close();
}
} else if (key.isWritable()) {
((SocketChannel) key.channel()).register(selector, SelectionKey.OP_READ);
}
}
客户端对事件的监听
while (true) {
try {
selector.select(3000);
Iterator<SelectionKey> keys = selector.selectedKeys().iterator();
for (int i = 0; keys.hasNext(); i++) {
SelectionKey key = keys.next();
keys.remove();
if (key.isConnectable()) {
socketChannel = (SocketChannel) key.channel();
if (socketChannel.isConnectionPending()) {
if (socketChannel.finishConnect()){
Client.IS_CONNECT =true;
logger.info("-------成功连接服务端!-------");
}
}
socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
} else if (key.isReadable()) {
//获取事件key中的channel
socketChannel = (SocketChannel) key.channel();
ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(BLOCK);
//清理缓冲区,便于使用
byteBuffer.clear();
//将channel中的字节流读入缓冲区
String readStr = "";
int count = socketChannel.read(byteBuffer);
//务必要把buffer的position重置为0
byteBuffer.flip();
handlePacket(byteBuffer, count);
// socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
} else if (key.isWritable()) {
socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
}
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
continue;
}
}
三、我要做的是个啥?
根据我个人对NIO的理解,我的初步想法是要实现一个这样的东西,如图:
但在我的不断深入开发中,发现上面的图中很多不成熟的内容,作为一个完整的消息通讯的服务,必须包含如下的内容:
1、对接入连接的管理;
2、对连接身份的确认;
3、对异常关闭连接的回收;
4、根据身份对消息的转发;
5、链路的维持;
6、自动重连;
7、消息的异步处理;
8、消息的响应机制;
9、粘包和断包的处理;
9、配置体系;
10、通讯层与业务层的分离;
………………
网上很多的NIO实例都是可以运行的,但并不能满足我的工作需要,以上的那些肯定还有没有考虑全的东西,随着我一点点的开发会逐渐的浮出水面。
在未来的文章中,我会逐步把我自己制定的通讯协议,各个模块的结构,以及代码贴出来,希望大家能够互相学习,互相帮助。(待续)
来源:oschina
链接:https://my.oschina.net/u/2397619/blog/493486