NIO框架之MINA源码解析：mina核心引擎

Posted 2020-09-13 学无止境

MINA的底层还是利用了jdk提供了nio功能，mina只是对nio进行封装，包括MINA用的线程池都是jdk直接提供的。

MINA的server端主要有accept、processor、session三部分组成的。其中accept主要负责在指定的端口监听，若有新连接则建立一个新的session；processor则负责处理session对应的发送数据和接收数据并调用上层处理；session则缓存当前连接数据。

MINA采用了线程懒启动的技术，即最少启动线程，在MINA server启动的时候，只有一个线程-accept,并且accept线程只有一个，在指定的端口进行监听（可以同时监听多个端口，mina可以绑定多端口）。

 

1、acceptor

 

先看下acceptor的主要类图吧。

 

 

mina server的启动入口是在NiosocketAcceptor.bind（InetSocketAddress）或者NioSocketAcceptor.bind（SocketAddress...）方法， acceptor.bind(new InetSocketAddress(1234));  
然后会调用AbstractPollingIoAcceptor.bindInternal（List<? extends SocketAddress>）方法，在bindInternal方法里面会调用startupAcceptor()方法提交一个accept线程到线程池里面（只提交一次），并初始化acceptor端的Selector，就这样一个acceptor线程启动了。

acceptor端业务相对简单，相当于在当前Selector里面监听acceptor事件，处理新连接并新建一个session放到对应的processor里面。

 

 

acceptor 代码，很简单。

 

[java] view plain copy

 

 print?

1. private class Acceptor implements Runnable {  
2.        public void run() {  
3.            assert (acceptorRef.get() == this);  
4.   
5.            int nHandles = 0;  
6.   
7.            // Release the lock  
8.            lock.release();  
9.   
10.            while (selectable) {  
11.                try {  
12.                    // Detect if we have some keys ready to be processed  
13.                    // The select() will be woke up if some new connection  
14.                    // have occurred, or if the selector has been explicitly  
15.                    // woke up  
16.                    int selected = select();  
17.   
18.                    // this actually sets the selector to OP_ACCEPT,  
19.                    // and binds to the port on which this class will  
20.                    // listen on  在通道里面注册连接事件  
21.                    nHandles += registerHandles();  
22.   
23.                    // Now, if the number of registred handles is 0, we can  
24.                    // quit the loop: we don‘t have any socket listening  
25.                    // for incoming connection.  
26.                    if (nHandles == 0) {  
27.                        acceptorRef.set(null);  
28.   
29.                        if (registerQueue.isEmpty() && cancelQueue.isEmpty()) {  
30.                            assert (acceptorRef.get() != this);  
31.                            break;  
32.                        }  
33.   
34.                        if (!acceptorRef.compareAndSet(null, this)) {  
35.                            assert (acceptorRef.get() != this);  
36.                            break;  
37.                        }  
38.   
39.                        assert (acceptorRef.get() == this);  
40.                    }  
41.   
42.                    if (selected > 0) {  
43.                        // We have some connection request, let‘s process  
44.                        // them here.处理连接  
45.                        processHandles(selectedHandles());  
46.                    }  
47.   
48.                    // check to see if any cancellation request has been made.  
49.                    nHandles -= unregisterHandles();  
50.                } catch (ClosedSelectorException cse) {  
51.                    // If the selector has been closed, we can exit the loop  
52.                    break;  
53.                } catch (Throwable e) {  
54.                    ExceptionMonitor.getInstance().exceptionCaught(e);  
55.   
56.                    try {  
57.                        Thread.sleep(1000);  
58.                    } catch (InterruptedException e1) {  
59.                        ExceptionMonitor.getInstance().exceptionCaught(e1);  
60.                    }  
61.                }  
62.            }  
63.   
64.            // Cleanup all the processors, and shutdown the acceptor.  
65.            if (selectable && isDisposing()) {  
66.                selectable = false;  
67.                try {  
68.                    if (createdProcessor) {  
69.                        processor.dispose();  
70.                    }  
71.                } finally {  
72.                    try {  
73.                        synchronized (disposalLock) {  
74.                            if (isDisposing()) {  
75.                                destroy();  
76.                            }  
77.                        }  
78.                    } catch (Exception e) {  
79.                        ExceptionMonitor.getInstance().exceptionCaught(e);  
80.                    } finally {  
81.                        disposalFuture.setDone();  
82.                    }  
83.                }  
84.            }  
85.        }  

 

 

2、processor

 

 

processor顾名思义，就是进行IO处理，处理当前session的数据读写，并进行业务处理。

 

在mina server初始化的时候，会初始化一个processor池，通过NioSocketAcceptor的构造器传入池的大小，默认是当前处理器的个数+1。

 

processor池里面有一个jdk提供的 线程池 - Executors.newCachedThreadPool()。各个processor线程会引用此线程池，即每个processor线程都在这个线程池里面运行。

 

在mina server实际处理时，每个processor相当于一个线程，轮流处理当前的session队列里面的数据（每个processor里面的session相当于顺序处理，共享一个线程）。

 

每个processor有一个Selector对象。

 

processor类图

processor端的处理逻辑相对有点复杂，看下面的流程图。

 

 

1、把新添加进来的session注册到当前processor的Selector里面的read事件，并初始化session；
2、判断当前Selector是否有读写事件；
3、若第2步有读事件时，进入步骤4，若没有的话，直接到第6步；
4、处理当前读事件，并把处理后的数据放入到flush队列里面；
5、把第4步执行的结果flush到客户端；
6、处理session，比如session idle时间等。
7、重新执行第1步，循环执行。

 

processor端代码。

 

[java] view plain copy

 

 print?

1. private class Processor implements Runnable {  
2.        public void run() {  
3.            assert (processorRef.get() == this);  
4.   
5.            int nSessions = 0;  
6.            lastIdleCheckTime = System.currentTimeMillis();  
7.   
8.            for (;;) {  
9.                try {  
10.                    // This select has a timeout so that we can manage  
11.                    // idle session when we get out of the select every  
12.                    // second. (note : this is a hack to avoid creating  
13.                    // a dedicated thread).  
14.                    long t0 = System.currentTimeMillis();  
15.                    int selected = select(SELECT_TIMEOUT);  
16.                    long t1 = System.currentTimeMillis();  
17.                    long delta = (t1 - t0);  
18.   
19.                    if ((selected == 0) && !wakeupCalled.get() && (delta < 100)) {  
20.                        // Last chance : the select() may have been  
21.                        // interrupted because we have had an closed channel.  
22.                        if (isBrokenConnection()) {  
23.                            LOG.warn("Broken connection");  
24.   
25.                            // we can reselect immediately  
26.                            // set back the flag to false  
27.                            wakeupCalled.getAndSet(false);  
28.   
29.                            continue;  
30.                        } else {  
31.                            LOG.warn("Create a new selector. Selected is 0, delta = " + (t1 - t0));  
32.                            // Ok, we are hit by the nasty epoll  
33.                            // spinning.  
34.                            // Basically, there is a race condition  
35.                            // which causes a closing file descriptor not to be  
36.                            // considered as available as a selected channel, but  
37.                            // it stopped the select. The next time we will  
38.                            // call select(), it will exit immediately for the same  
39.                            // reason, and do so forever, consuming 100%  
40.                            // CPU.  
41.                            // We have to destroy the selector, and  
42.                            // register all the socket on a new one.  
43.                            registerNewSelector();  
44.                        }  
45.   
46.                        // Set back the flag to false  
47.                        wakeupCalled.getAndSet(false);  
48.   
49.                        // and continue the loop  
50.                        continue;  
51.                    }  
52.   
53.                    // Manage newly created session first  处理新添加进来的session，并注册到当前processor的Selector读事件  
54.                    nSessions += handleNewSessions();  
55.   
56.                    updateTrafficMask();  
57.   
58.                    // Now, if we have had some incoming or outgoing events,  
59.                    // deal with them  
60.                    if (selected > 0) {  
61.                        //LOG.debug("Processing ..."); // This log hurts one of the MDCFilter test...处理读事件，并把结果放入flush队列里面  
62.                        process();  
63.                    }  
64.   
65.                    // Write the pending requests  把flush队列里面的session的处理完的数据发送给客户端  
66.                    long currentTime = System.currentTimeMillis();  
67.                    flush(currentTime);  
68.   
69.                    // And manage removed sessions  
70.                    nSessions -= removeSessions();  
71.   
72.                    // Last, not least, send Idle events to the idle sessions  
73.                    notifyIdleSessions(currentTime);  
74.   
75.                    // Get a chance to exit the infinite loop if there are no  
76.                    // more sessions on this Processor  
77.                    if (nSessions == 0) {  
78.                        processorRef.set(null);  
79.   
80.                        if (newSessions.isEmpty() && isSelectorEmpty()) {  
81.                            // newSessions.add() precedes startupProcessor  
82.                            assert (processorRef.get() != this);  
83.                            break;  
84.                        }  
85.   
86.                        assert (processorRef.get() != this);  
87.   
88.                        if (!processorRef.compareAndSet(null, this)) {  
89.                            // startupProcessor won race, so must exit processor  
90.                            assert (processorRef.get() != this);  
91.                            break;  
92.                        }  
93.   
94.                        assert (processorRef.get() == this);  
95.                    }  
96.   
97.                    // Disconnect all sessions immediately if disposal has been  
98.                    // requested so that we exit this loop eventually.  
99.                    if (isDisposing()) {  
100.                        for (Iterator<S> i = allSessions(); i.hasNext();) {  
101.                            scheduleRemove(i.next());  
102.                        }  
103.   
104.                        wakeup();  
105.                    }  
106.                } catch (ClosedSelectorException cse) {  
107.                    // If the selector has been closed, we can exit the loop  
108.                    break;  
109.                } catch (Throwable t) {  
110.                    ExceptionMonitor.getInstance().exceptionCaught(t);  
111.   
112.                    try {  
113.                        Thread.sleep(1000);  
114.                    } catch (InterruptedException e1) {  
115.                        ExceptionMonitor.getInstance().exceptionCaught(e1);  
116.                    }  
117.                }  
118.            }  
119.   
120.            try {  
121.                synchronized (disposalLock) {  
122.                    if (disposing) {  
123.                        doDispose();  
124.                    }  
125.                }  
126.            } catch (Throwable t) {  
127.                ExceptionMonitor.getInstance().exceptionCaught(t);  
128.            } finally {  
129.                disposalFuture.setValue(true);  
130.            }  
131.        }  
132.    }  

 

 

3、session

 

session做为一个连接的具体对象，缓存当前连接用户的一些信息。

session类图

 

session对象是绑定在SelectableChannel的一个attach。

 

 

[java] view plain copy

 

 print?

1. class  NioProcessor  
2.  @Override  
3.     protected void init(NioSession session) throws Exception {  
4.         SelectableChannel ch = (SelectableChannel) session.getChannel();  
5.         ch.configureBlocking(false);  
6.         session.setSelectionKey(ch.register(selector, SelectionKey.OP_READ, session));//chanel 注册读事件，并把session当做一个attach辅导SelectableChannel里面。  
7.     }