作者：老九—技术大黍

社交：知乎

公众号：老九学堂（新人有惊喜）

特别声明：原创不易，未经授权不得转载或抄袭，如需转载可联系笔者授权

前言

如果要使用Java语言来开发游戏服务器，那么Mina框架是当之无愧的首先。

什么是Mina

Mina是一个开源的网络应用框架，这种框架帮助应用程序员便捷的开始出高性能、高并发处理的网络应用。Mina框架使用Java NI封装了TCP/IP和UDP/IP协议，封装结果表现基于事件的异步API给应用程序员使用。

因此，Mina又被叫做：NIO框架库、C/S框架库或者网络套接字库。

基于mina框架有扩展的服务器：Asyncweb、FtpServer和SSHd服务器。

Mina的功能

Mina提供了常用如下功能：

为各种传输类型的提供统一的API接口
- 使用Java NIO技术的TCP/IP和UDP/IP
- 使用RXTX的串行化通讯(RS232)
- In-VM管道通讯
- 自定义的实现为各种传输类型的提供统一的API接口
类似Servlet技术过滤器的Fitler接口
低阶和高阶API
- 使用ByteBuffers低阶API
- 使用自定义消息对象的高阶API
高级自定义线程模型
- 单线程
- 单个线程池
- 多个线程池
通过StreamIoHandler支持基本的IO流

服务端代码演示

package com.mr.game.server.app;
import java.util.Date;
import org.apache.mina.core.session.IdleStatus;
import org.apache.mina.core.service.IoHandlerAdapter;
import org.apache.mina.core.session.IoSession;

public class TimeServerHandler extends IoHandlerAdapter{
	
    public void exceptionCaught( IoSession session, Throwable cause ) throws Exception
    {
        cause.printStackTrace();
    }

    
    public void messageReceived( IoSession session, Object message ) throws Exception
    {
        String str = message.toString();
        if( str.trim().equalsIgnoreCase("quit") ) {
            session.close();
            return;
        }

        Date date = new Date();
        String messge = "Hello(中文), today is " + date.toString();
        session.write("Your request: " + str);
        
        System.out.println("Message written..." + str);
    }

    
    public void sessionIdle( IoSession session, IdleStatus status ) throws Exception
    {
        System.out.println( "IDLE " + session.getIdleCount( status ));
    }
    
    public void sessionOpened(IoSession session) throws Exception{
		//none
    }
}

package com.mr.game.server.app;
import java.io.IOException;
import java.nio.charset.Charset;
import java.net.InetSocketAddress;
import org.apache.mina.transport.socket.nio.NioSocketAcceptor;
import org.apache.mina.core.service.IoAcceptor;
import org.apache.mina.filter.codec.ProtocolCodecFilter;
import org.apache.mina.filter.codec.textline.TextLineCodecFactory;
import org.apache.mina.filter.logging.LoggingFilter;
import org.apache.mina.transport.socket.nio.NioSocketAcceptor;
import org.apache.mina.core.session.IdleStatus;

/**
 * 功能：这是第一个Mina服务端应用示例
 * 作者：技术大黍
 *
 */
public class App 
{
	private static final int PORT = 9123;
	
    public static void main( String[] args )
    {
    	//定义一个接收器
        IoAcceptor acceptor = new NioSocketAcceptor();
        //添加日志
        acceptor.getFilterChain().addLast("logger",new LoggingFilter());
        acceptor.getFilterChain().addLast("codec", new ProtocolCodecFilter(new TextLineCodecFactory(Charset.forName("UTF-8"))));
        //处理客户端请求
        acceptor.setHandler(new TimeServerHandler());
        //设置通讯的字节流量单位
        acceptor.getSessionConfig().setReadBufferSize(2048);
        acceptor.getSessionConfig().setIdleTime(IdleStatus.BOTH_IDLE, 10);
        try{
	        //绑定端口
	        acceptor.bind(new InetSocketAddress(PORT));
	        System.out.println("The mina server has been started.");
	    }catch(IOException e){
	    	e.printStackTrace();
	    }
    }
}

小结

mina是一个封装Java NIO技术的框架
mina实现了网络异步通讯的概念
mina把网络的物理通讯与业务逻辑代码解耦合，方便了应用程序员编程

Mina框架原理

Mina架构

Mina的框架如下图所示：

Mina封装了TCP/UDP/串行化以及虚通道通讯等物理网络通讯机制，应用程序员只关注自己的业务逻辑即可。

Mina分为三层结构
- I/O服务层--执行实际的I/O操作
- I/O过滤器链路层--过滤和转换字节为期望的数据结构
- I/O句柄处理层--在这层放实际的业务逻辑代码
创建一个最基本的Mina应用，必须做以下几步
- 创建I/O服务层--选择一个可以使用服务(Acceptor)或者自己创建服务
- 创建过滤器链--选择一个现存的过滤器，或者自己创建一个过滤器
- 创建一个I/O句柄对象--写业务逻辑，处理不同的消息

服务端架构

服务端在一个端口监听网络请求，处理来自网络的消息，响应这些网络请求。mina使用Session来处理客户端（基于TCP和UDP协议的客户端），IOAcceptor类监听网络连接和数据包。有一个新连接，那么mina会个新的session对象，从session获取的数据包都是穿过指定的过滤器链。因此，过滤器链可修改数据包。比如，把字节信息转换成高阶对象使用，打包和解码特定的数据包等。最后打包/转换对象到IOHandler中，因此IOHandler用来填充业务逻辑代码。

小结

mina框架是一个封装各种物理底层通讯机制，让应用程序员关注业务逻辑
mina框架分为三层：IO服务层、过滤器链路层和句柄处理层
IOAcceptor对象封装了网络物理链接
服务对象处理的结果是产生一个Sessions对象
继承IoHandlerAdapter实现业务逻辑

IoService服务层

IoService服务

IoService设计用来抽象服务端网络链接，而IoConnector接口用来抽象客户端链接。 IoService接口提供了基本的I/O服务，并且管理I/O的Session功能。它是mina框架中最关键的部分。

IoService提供以下功能

session管理：创建和删除session，以及侦测闲置连接
过滤器链管理：处理过滤器，允许用户任意修改链
句柄调用：当有接收到消息时调用处理句柄（基于事件驱动概念）
统计管理：实时更新消息发送的数量、字节发送数量等
监听管理：监听服务以便客户端可以连接
通讯管理：处理通讯双方的数据传输

核心接口方法

IoService详解

IoService对象实现两个最重要的类：IoAcceptor和IoConnector接口。

服务端构建一个服务需要实现一个IoAcceptor接口的实现类。客户端需要实现IoConnector的实现类。

IoAcceptor接口定义一个业务逻辑方法accept()用来负责创建一个新的连接。服务端接收网络连接请求。

mina对象各种类型的物理网络连接，提供了如下的四种IoAcceptor实现类。

IoService对象实现两个最重要的类：IoAcceptor和IoConnector接口服务端构建一个服务需要实现一个IoAcceptor接口的实现类。客户端需要实现IoConnector的实现类 IoAcceptor接口定义一个业务逻辑方法accept()用来负责创建一个新的连接。服务端接收网络连接请求 mina对象各种类型的物理网络连接，提供了如下的四种IoAcceptor实现类

小结

IoService是mina的核心API
IoService封装了各种物理网络连接，提供了四种IoService实现的工具类:NioSocketAcceptor 、NioDatagramAcceptor 、AprSocketAcceptor 、VmPipeSocketAcceptor
IoService主要提供session管理、过滤器管理、句柄处理（消息/事件处理）和通讯管理等功能

Session、过滤器和事件处理

Session的状态

Session是mina框架的核心。每次一个新客户端连接到服务器，那么会创建一个新的session对象，然后保存在内存到客户端连接。

session有三种状态：

连接
闲置
关闭

session用来保存连接的持久化信息，以及额外的服务器信息。这些信息是服务器处理客户端请求时需要的信息，并且持续整个session的生命周期 session在它的生命周期中有如下状态：

Connected: 一个session被创建并且可以被使用
Idle: 一个不处理任何请求
- Idle for read: 持续没有从session读的闲置时间
- Idle for write: 持续没有向session写的闲置时间
- Idle for both: 即没有读也没有写的闲置时间
Closing: 一个session正在关闭的状态
Closed: 一个session已经被关闭了的状态

Session配置

使用一个Session时需要配置，对session有两种配置：

标准配置
- 接收buffer的大小
- 发送buffer的大小
- 闲置时间
- 写超时时间
自定义配置，除了以上标准配置可能还有额外信息需要知道。比如，需要知道已经连接了多少个连接的客户端数量。

session是一个实现Map接口的实现类，使用键/值的方式来保存值。当一个session被创建之后，有一个容器也会自动被创建

不要在session保存过大的信息，或者生命周期很长的数据结构内容。也就是，被保存的对象的生命周期不能大于session的生命周期每个session会关联一个过滤器链，这些链会在网络连接请求和消息读写过程处理

Session的默认功能

每个session会保存以下记录信息

网络发送和接收的字节数量
网络发送和接收的消息数量
闲置状态
吞吐量
其它有用信息

句柄（事件）处理，一个session至少会关联一个句柄(事件)处理。这个句柄(事件)主要负责向应用分发消息。同时，句柄也负责通过session发送响应的数据包--使用write()方法即可

session.write(<消息内容>);

了解默认的过滤器

重写事件

我们继承IoAdapter而不是直接实现IoFilter接口时，需要重写相应的事件处理方法。

常用事件

小结

session是mina框架的核心每个客户端连接会有一个session对象对应
与客户端通讯是通过session的read和write方法来实现
session有三种主要状态：连接、闲置和关闭状态
一个session关联一个过滤器链，过滤器实现事件处理机制
过滤器有7个主要事件：
- sessionCreate
- sessionOpened
- sessionClosed
- sessionIdle
- exceptionCaught
- messageReceived
- messageSent

Mina核心API讲解

为什么使用IoBuffer

IoBuffer是Mina应用使用字节buffer对象。它用来替换NIO包中的ByteBuffer类。
不使用ByteBuffer有两个理由
- 不提供getter和setter方法
- 对于可变长度的数据很处理
IoBuffer是一个抽象类，因此不能直接实例化，需要实现allocate()方法来实例化

设置和使用buffer

设置buffer一般有两种方式

默认分配为堆buffer-- IoBuffer.setUseDirectBuffer(false);
返回一个堆buffer -- IoBuffer buf = IoBuffer.allocate(1024);

创建自动可扩展buffer

IoBuffer buffer = IoBuffer.allocate(8);
buffer.setAutoExpand(true);
buffer.putString("12345678", encoder);
buffer.put((byte)10); // Add more to this buffer

创建可伸缩buffer

IoBuffer buffer = IoBuffer.allocate(16);
buffer.setAutoShrink(true);
buffer.put((byte)1);
System.out.println("Initial Buffer capacity = "+buffer.capacity());
buffer.shrink();
System.out.println("Initial Buffer capacity after shrink = "+buffer.capacity());
buffer.capacity(32);
System.out.println("Buffer capacity after incrementing capacity to 32 = "+buffer.capacity());
buffer.shrink();
System.out.println("Buffer capacity after shrink= "+buffer.capacity());

掌握ProtocolCodecFilter

TCP保证正确的发送数据包，但是不保证发送方的写操作能够在接收方正确的读取。

在Mina术语中，如果没有使用 ProtocolCodecFilter而进行IoSession.write(消息)操作，会导致接收产生多个messageReceive事件发生，以及多次IoSession.write(消息)操作会导致单个messageReceived事件发生。这种如果服务端和客户端在同一台机器上不会发生，但是在不同机器上一定会发生。

大多数和的网络应用都需要当前消息结束之后，才能进行下一个消息的操作。

应用程序员在可以在IoHander类中实现以上所有逻辑，但是如果使用了ProtocolCodecFilter对象，那么可以我们编程更加便捷。使用ProtocolCodecFilter对象，可以实现把网络协议逻辑与我们在IoHandler对象中的业务逻辑解耦合。因为，我们的客户端是针对C++的，所以，传输的消息都文本字符串作为载体，因此，我们在服务端只需要这样使用即可。

小结

IoBuffer实现了可伸缩的buffer功能
ProtocolCodecFilter简化了消息编码和解码方式

最后

记得给大黍❤️关注+点赞+收藏+评论+转发❤️

作者：老九学堂—技术大黍

著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。

游戏服务器Mina框架开发

前言

什么是Mina

Mina的功能

服务端代码演示

小结

Mina框架原理

Mina架构

服务端架构

服务端架构

小结

IoService服务层

IoService服务

核心接口方法

IoService详解

小结

Session、过滤器和事件处理

Session的状态

Session配置

Session的默认功能

了解默认的过滤器

重写事件

常用事件

小结

Mina核心API讲解

为什么使用IoBuffer

设置和使用buffer

掌握ProtocolCodecFilter

小结

最后