Android之Mina框架學習

lvxiangan發表於2018-11-15

什麼是Mina？
Apache MINA(Multipurpose Infrastructure for Network Applications) 是 Apache 組織一個較新的專案，它為開發高效能和高可用性的網路應用程式提供了非常便利的框架。當前發行的 MINA 版本支援基於 Java NIO 技術的 TCP/UDP 應用程式開發、串列埠通訊程式（只在最新的預覽版中提供），MINA 所支援的功能也在進一步的擴充套件中。
總之：我們簡單理解它是一個封裝底層IO操作，提供高階操作API的通訊框架！
什麼是NIO技術？
在JDK1.4以前，I/O輸入輸出處理，我們把它稱為舊I/O處理，在JDK1.4開始，java提供了一系列改進的輸入/輸出新特性，這些功能被稱為新I/O（NEW I/O），新添了許多用於處理輸入/輸出的類，這些類都被放在java.nio包及子包下，並且對原java.io包中的很多類以NIO為基礎進行了改寫，新添了滿足新I/O的功能。

Java NIO和IO的主要區別

面向緩衝(Buffer)

在整個Java的心I/O中，所以操作都是以緩衝區進行的，使操作的效能大大提高。更多請參考這裡和這裡。
什麼是長連線、短連線、心跳包？請參考這裡
常見的Java NIO框架有哪些？
Mina、Netty、Grizzly、xSocket等，區別如下：

Mina

Mina(Multipurpose Infrastructure for Network Applications) 是 Apache組織一個較新的專案，它為開發高效能和高可用性的網路應用程式提供了非常便利的框架。當前發行的 Mina 版本2.04支援基於 JavaNIO 技術的 TCP/UDP 應用程式開發、串列埠通訊程式，Mina 所支援的功能也在進一步的擴充套件中。目前，正在使用Mina的應用包括：Apache Directory Project、AsyncWeb、AMQP（Advanced MessageQueuing Protocol）、RED5 Server（Macromedia? FlashMedia RTMP）、ObjectRADIUS、 Openfire等等。

Netty

Netty是一款非同步的事件驅動的網路應用框架和工具，用於快速開發可維護的高效能、高擴充套件性協議伺服器和客戶端。也就是說，Netty是一個NIO客戶端/伺服器框架，支援快速、簡單地開發網路應用，如協議伺服器和客戶端。它極大簡化了網路程式設計，如TCP和UDP套接字伺服器。

Grizzly

Grizzly是一種應用程式框架，專門解決編寫成千上萬使用者訪問伺服器時候產生的各種問題。使用JAVANIO作為基礎，並隱藏其程式設計的複雜性。容易使用的高效能的API。帶來非阻塞socketd到協議處理層。利用高效能的緩衝和緩衝管理使用高效能的執行緒池。

xSocket

xSocket：是一個輕量級的基於nio的伺服器框架用於開發高效能、可擴充套件、多執行緒的伺服器。該框架封裝了執行緒處理、非同步讀/寫等方面。（只是對Java的NIO做了最簡單的封裝，以便於開發使用。）

OK，我們現在可以看看三者的簡單對比了。

首先，從設計的理念上來看，Mina的設計理念是最為優雅的。當然，由於Netty的主導作者與Mina的主導作者是同一人，出自同一人之手的Netty在設計理念上與Mina基本上是一致的。而Grizzly在設計理念上就較差了點，幾乎是JavaNIO的簡單封裝。

其次，從專案的出身來看，Mina出身於開源界的大牛Apache組織，Netty出身於商業開源大亨Jboss，而Grizzly則出身於土鱉Sun公司。從其出身可以看到其應用的廣泛程式，到目前為止，我見到業界還是使用Mina多一些，而Netty也在慢慢的應用起來，而Grizzly則似乎只有Sun自已的專案使用了，如果還有其他的公司或開源專案在使用，那就算我孤陋寡聞。最後，從入門的文件來說，由於Mina見世時間相對較長，官方以及民間的文件與入門示例都相當的多。Netty的官方文件也做得很好，而民間文件就要相對於Mina少一些了。至於Grizzly，不管是官方還是民間，都很少見到其文件。
常見的Mina使用場景有哪些？
如：客戶端和服務端進行socket通訊時，服務端需要知道客戶端的是否線上，這就要求客戶端要一直定時傳送心跳請求告知服務端；通訊服務中斷後，客戶端自動發起重新連線等等。。。有同學說：這功能幾個普通函式就能實現，沒啥特別的啊？開始我也是這樣想的，但慢慢了解Mina框架後，發現很多底層操作都封裝好了，簡單易用，真的比自己砌磚爽多了……自己實現請參考

Mina如何實現通訊？
下面以Mina實現Android客戶端與伺服器端通訊為例，原文參考：

二、伺服器端程式碼

MinaService.java

package com.czhappy.mina;
 
import java.net.InetSocketAddress;
import java.util.Date;
 
import org.apache.mina.core.service.IoAcceptor;
import org.apache.mina.core.service.IoHandlerAdapter;
import org.apache.mina.core.session.IdleStatus;
import org.apache.mina.core.session.IoSession;
import org.apache.mina.filter.codec.ProtocolCodecFilter;
import org.apache.mina.filter.codec.serialization.ObjectSerializationCodecFactory;
import org.apache.mina.filter.logging.LoggingFilter;
import org.apache.mina.transport.socket.nio.NioSocketAcceptor;
 
public class MinaService {
 
    public static void main(String[] args) {
        IoAcceptor acceptor = new NioSocketAcceptor();
        //新增日誌過濾器
        acceptor.getFilterChain().addLast("logger", new LoggingFilter());
        acceptor.getFilterChain().addLast("codec", new ProtocolCodecFilter(new ObjectSerializationCodecFactory()));
        acceptor.setHandler(new DemoServerHandler());
        acceptor.getSessionConfig().setReadBufferSize(2048);
        acceptor.getSessionConfig().setIdleTime(IdleStatus.BOTH_IDLE, 10);
        try {
            acceptor.bind(new InetSocketAddress(9226));
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("啟動服務");
    }
    
    /**  
     * @ClassName: DemoServerHandler  
     * @Description: 負責session物件的建立和監聽以及訊息的建立和接收監聽
     * @author chenzheng
     * @date 2016-12-9 下午3:57:11  
     */
    private static class DemoServerHandler extends IoHandlerAdapter{
        
        //伺服器與客戶端建立連線
        @Override
        public void sessionCreated(IoSession session) throws Exception {
            System.out.println("伺服器與客戶端建立連線...");
            super.sessionCreated(session);
        }
 
        
        @Override
        public void sessionOpened(IoSession session) throws Exception {
            System.out.println("伺服器與客戶端連線開啟...");
            super.sessionOpened(session);
        }
        
        //訊息的接收處理
        @Override
        public void messageReceived(IoSession session, Object message)
                throws Exception {
            // TODO Auto-generated method stub
            super.messageReceived(session, message);
            String str = message.toString();
            Date date = new Date();
            session.write(date.toString());
            System.out.println("接收到的資料："+str);
            
        }
        
        @Override
        public void messageSent(IoSession session, Object message)
                throws Exception {
            // TODO Auto-generated method stub
            super.messageSent(session, message);
        }
        
        @Override
        public void sessionClosed(IoSession session) throws Exception {
            // TODO Auto-generated method stub
            super.sessionClosed(session);
        }
    }
}

三、Android客戶端程式碼

ConnectionConfig.java


package com.czhappy.minaclient;
 
import android.content.Context;
 
/**
 * Description:構建者模式
 */
public class ConnectionConfig {
 
    private Context context;
    private String ip;
    private int port;
    private int readBufferSize;
    private long connectionTimeout;
 
    public Context getContext() {
        return context;
    }
 
    public String getIp() {
        return ip;
    }
 
    public int getPort() {
        return port;
    }
 
    public int getReadBufferSize() {
        return readBufferSize;
    }
 
    public long getConnectionTimeout() {
        return connectionTimeout;
    }
 
    public static class Builder{
        private Context context;
        private String ip = "192.168.168.20";
        private int port = 9226;
        private int readBufferSize = 10240;
        private long connectionTimeout = 10000;
 
        public Builder(Context context){
            this.context = context;
        }
 
        public Builder setIp(String ip){
            this.ip = ip;
            return this;
        }
 
        public Builder setPort(int port){
            this.port = port;
            return this;
        }
 
        public Builder setReadBufferSize(int readBufferSize){
            this.readBufferSize = readBufferSize;
            return this;
        }
 
        public Builder setConnectionTimeout(long connectionTimeout){
            this.connectionTimeout = connectionTimeout;
            return this;
        }
 
        private void applyConfig(ConnectionConfig config){
 
            config.context = this.context;
            config.ip = this.ip;
            config.port = this.port;
            config.readBufferSize = this.readBufferSize;
            config.connectionTimeout = this.connectionTimeout;
        }
 
        public ConnectionConfig builder(){
            ConnectionConfig config = new ConnectionConfig();
            applyConfig(config);
            return config;
        }
    }
}

ConnectionManager.java

package com.czhappy.minaclient;
 
import android.content.Context;
import android.content.Intent;
import android.support.v4.content.LocalBroadcastManager;
import android.util.Log;
 
import org.apache.mina.core.future.ConnectFuture;
import org.apache.mina.core.service.IoHandlerAdapter;
import org.apache.mina.core.session.IoSession;
import org.apache.mina.filter.codec.ProtocolCodecFilter;
import org.apache.mina.filter.codec.serialization.ObjectSerializationCodecFactory;
import org.apache.mina.filter.logging.LoggingFilter;
import org.apache.mina.transport.socket.nio.NioSocketConnector;
 
import java.lang.ref.WeakReference;
import java.net.InetSocketAddress;
 
public class ConnectionManager {
 
    private static final String BROADCAST_ACTION = "com.commonlibrary.mina.broadcast";
    private static final String MESSAGE = "message";
    private ConnectionConfig mConfig;
    private WeakReference<Context> mContext;
 
    private NioSocketConnector mConnection;
    private IoSession mSession;
    private InetSocketAddress mAddress;
 
    public ConnectionManager(ConnectionConfig config){
 
        this.mConfig = config;
        this.mContext = new WeakReference<Context>(config.getContext());
        init();
    }
 
    private void init() {
        mAddress = new InetSocketAddress(mConfig.getIp(), mConfig.getPort());
        mConnection = new NioSocketConnector();
        mConnection.getSessionConfig().setReadBufferSize(mConfig.getReadBufferSize());
        mConnection.getFilterChain().addLast("logging", new LoggingFilter());
        mConnection.getFilterChain().addLast("codec", new ProtocolCodecFilter(new ObjectSerializationCodecFactory()));
        mConnection.setHandler(new DefaultHandler(mContext.get()));
        mConnection.setDefaultRemoteAddress(mAddress);
    }
 
    /**
     * 與伺服器連線
     * @return
     */
    public boolean connnect(){
        Log.e("tag", "準備連線");
        try{
            ConnectFuture future = mConnection.connect();
            future.awaitUninterruptibly();
            mSession = future.getSession();
 
            SessionManager.getInstance().setSeesion(mSession);
 
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
            Log.e("tag", "連線失敗");
            return false;
        }
 
        return mSession == null ? false : true;
    }
 
    /**
     * 斷開連線
     */
    public void disContect(){
        mConnection.dispose();
        mConnection=null;
        mSession=null;
        mAddress=null;
        mContext = null;
        Log.e("tag", "斷開連線");
    }
 
    private static class DefaultHandler extends IoHandlerAdapter{
 
        private Context mContext;
        private DefaultHandler(Context context){
            this.mContext = context;
 
        }
 
        @Override
        public void sessionOpened(IoSession session) throws Exception {
            super.sessionOpened(session);
        }
 
        @Override
        public void messageReceived(IoSession session, Object message) throws Exception {
            Log.e("tag", "接收到伺服器端訊息："+message.toString());
            if(mContext!=null){
                Intent intent = new Intent(BROADCAST_ACTION);
                intent.putExtra(MESSAGE, message.toString());
                LocalBroadcastManager.getInstance(mContext).sendBroadcast(intent);
            }
        }
    }
}





MinaService.java

package com.czhappy.minaclient;
 
import android.app.Service;
import android.content.Context;
import android.content.Intent;
import android.os.HandlerThread;
import android.os.IBinder;
import android.support.annotation.Nullable;
import android.util.Log;

public class MinaService extends Service{
 
    private ConnectionThread thread;
 
 
    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        thread = new ConnectionThread("mina", getApplicationContext());
        thread.start();
        Log.e("tag", "啟動執行緒嘗試連線");
    }
 
    @Override
    public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
        return super.onStartCommand(intent, flags, startId);
    }
 
    @Override
    public void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        thread.disConnect();
        thread=null;
 
    }
 
    @Nullable
    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        return null;
    }
 
    class ConnectionThread extends HandlerThread{
 
        private Context context;
        boolean isConnection;
        ConnectionManager mManager;
        public ConnectionThread(String name, Context context){
            super(name);
            this.context = context;
 
            ConnectionConfig config = new ConnectionConfig.Builder(context)
                    .setIp("192.168.168.20")
                    .setPort(9226)
                    .setReadBufferSize(10240)
                    .setConnectionTimeout(10000).builder();
 
            mManager = new ConnectionManager(config);
        }
 
        @Override
        protected void onLooperPrepared() {
            while(true){
                isConnection = mManager.connnect();
                if(isConnection){
                    Log.e("tag", "連線成功");
                    break;
                }
                try {
                    Log.e("tag", "嘗試重新連線");
                    Thread.sleep(3000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
 
        public void disConnect(){
            mManager.disContect();
        }
    }
}





SessionManager.java

package com.czhappy.minaclient;
import android.util.Log;
import org.apache.mina.core.session.IoSession;
 
public class SessionManager {
 
    private static SessionManager mInstance=null;
 
    private IoSession mSession;
    public static SessionManager getInstance(){
        if(mInstance==null){
            synchronized (SessionManager.class){
                if(mInstance==null){
                    mInstance = new SessionManager();
                }
            }
        }
        return mInstance;
    }
 
    private SessionManager(){}
 
    public void setSeesion(IoSession session){
        this.mSession = session;
    }
 
    public void writeToServer(Object msg){
        if(mSession!=null){
            Log.e("tag", "客戶端準備傳送訊息");
            mSession.write(msg);
        }
    }
 
    public void closeSession(){
        if(mSession!=null){
            mSession.closeOnFlush();
        }
    }
 
    public void removeSession(){
        this.mSession=null;
    }
}







MinaTestActivity.java

package com.czhappy.minaclient;
import android.content.BroadcastReceiver;
import android.content.Context;
import android.content.Intent;
import android.content.IntentFilter;
import android.os.Bundle;
import android.support.v4.content.LocalBroadcastManager;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.widget.TextView;

public class MinaTestActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener{
 
    private TextView start_service_tv, send_tv, receive_tv;
 
    private MessageBroadcastReceiver receiver;
 
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_mina_test);
 
        initView();
        registerBroadcast();
 
    }
 
    private void registerBroadcast() {
        receiver = new MessageBroadcastReceiver();
        IntentFilter filter = new IntentFilter("com.commonlibrary.mina.broadcast");
        LocalBroadcastManager.getInstance(this).registerReceiver(receiver, filter);
    }
 
    private void initView() {
        receive_tv = (TextView) this.findViewById(R.id.receive_tv);
        start_service_tv = (TextView) this.findViewById(R.id.start_service_tv);
        start_service_tv.setOnClickListener(this);
        send_tv = (TextView) this.findViewById(R.id.send_tv);
        send_tv.setOnClickListener(this);
 
    }
 
    @Override
    public void onClick(View v) {
        switch(v.getId()){
            case R.id.start_service_tv:
                Log.e("tag", "點選啟動服務");
                Intent intent = new Intent(this, MinaService.class);
                startService(intent);
                break;
            case R.id.send_tv:
                Log.e("tag", "點選傳送訊息");
                SessionManager.getInstance().writeToServer("hello123");
                break;
        }
    }
 
    private void unregisterBroadcast(){
        LocalBroadcastManager.getInstance(this).unregisterReceiver(receiver);
    }
 
    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        stopService(new Intent(this, MinaService.class));
        unregisterBroadcast();
 
    }
 
    private class MessageBroadcastReceiver extends BroadcastReceiver{
        @Override
        public void onReceive(Context context, Intent intent) {
 
            receive_tv.setText(intent.getStringExtra("message"));
        }
    }
}

四、執行結果
1.點選啟動服務，觀察客戶端是否與伺服器端連線成功；
2.點選傳送訊息，觀察訊息是否傳送成功，如果失敗判斷失敗在哪一步。客戶端執行結果：

伺服器端執行結果：

原始碼下載：http://download.csdn.net/detail/chenzheng8975/9707406

我使用Mina遇到的坑
1）客戶端無法得到伺服器的返回值
解決方案：一定要正確設定編碼、解碼器，千萬不要直接搬別人的程式碼。

StringDecoder和StringEncoder報文內容格式，請與服務端約定好。

2）客戶端頻繁傳送心跳包，解決方法：參考這裡
利用Mina實現聊天室，可以參考這裡。
其他參考

Android之Mina頻繁傳送心跳包
2018-11-09
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Java NIO和IO的主要區別

面向緩衝(Buffer)

Mina

Netty

Grizzly

xSocket

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