基于NIO的消息路由的實現（一） 前言
一、前言：
已經很久沒有碰編碼了，大概有9年的時間，日新月異的框架和新東西讓我眼花繚亂。之前一直在做web相關的應用。由于項目不大，分布式開發在我編碼的那個年代里沒有做過，后來走上管理崗位才接觸到，僅限于溝通交流和方案的策劃，并沒有真正的做過。如今我有了一點時間和精力，決定自己學習一下，先從簡單的消息通訊開始吧。
好，背景完畢！下面說說我想做的東西，我想做一個基于NIO的消息路由，而并不基于目前已有的各種優秀框架（mina，netty等等），這么做的初衷也許跟我個人的習慣有關，我總是覺得如果不明白原理，即使再好的框架當遭遇問題的時候，我也會無從下手，如果我懂得了原理，再選用其他的框架，也會更得心應手。所以才沒有使用現今那些優秀的框架，或許是我的一點點偏見吧。
我的代碼已經發布在 http://git.oschina.net/java616
目已經完成根據客戶端的標識進行消息的異步轉發，仍會持續的迭代和增加。有興趣的可以下載回去，如果我有做的不好或者不對的地方，敬請指出。
二、一些概念和例程
NIO是啥我就不說了，我們來看一下我理解的NIO工作流程，如圖：
上圖為我所理解的NIO的工作過程，如果存在問題，請批評斧正。概括一下我的理解：
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SocketChannel：為NIO工作過程中，數據傳輸的通道，客戶端與服務端的每次交互都是通過此通道進行的；
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Selector（多路復用器）：會監控其注冊的通道上面的任何事件，獲得SelectionKey，事件分為OP_ACCEPT,OP_CONNECT,OP_WRITE,OP_READ（這是SelectionKey的四個屬性），OP_ACCEPT應該為服務端接收到客戶端連接時的一種狀態，我在客戶端并沒有用到此狀態；OP_CONNECT則為客戶端已經連接上服務端的一種狀態，我在服務端并沒有使用這個狀態；
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Buffer：我的應用中，我一直使用ByteBuffer，此類是整個NIO通訊的關鍵，必須理解才能進行通訊的開發，否則可能產生問題；所有的通訊內容都需要在此類中寫入和讀出；
如果想做nio相關的應用，那么一些概念上的東西是不可回避的，在這里推薦：http://www.iteye.com/magazines/132-Java-NIO 。
下面三段代碼，分別完成了服務的創建、服務對事件的監聽以及客戶端對事件的監聽（不可直接拷貝使用，有一些變量沒有聲明，如有興趣，可以去下載我的源碼）。
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服務的創建
//打開一個serversocket通道，ServerSocketChannel是一個監控是否有新連接進入的通道。 serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open(); //將這個serversokect通道設置為非阻塞模式 serverSocketChannel.configureBlocking(false); //綁定serversokect的ip和端口 serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(cfg.getIp(), cfg.getPort())); //打開選擇器 selector = Selector.open(); //將此通道注冊給選擇器selector serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
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服務對事件的監聽
//監聽事件key
selector.select(2000);
//迭代一組事件key
Iterator<SelectionKey> keys = selector.selectedKeys().iterator();
while (keys.hasNext()) {
//定義一個socket通道
SocketChannel socketChannel = null;
int count = 0;
SelectionKey key = keys.next();
// Logs.info("有網絡事件被觸發，事件類型為：" + key.interestOps());
//刪除Iterator中的當前key，避免重復處理
keys.remove();
if (!key.isValid()) {
continue;
} else if (key.isAcceptable()) {
//從客戶端送來的key中獲取ServerSocket通道
serverSocketChannel = (ServerSocketChannel) key.channel();
//接收此ServerSocket通道中的Socket通道，accept是一個阻塞方法，一直到獲取到連接才會繼續
socketChannel = serverSocketChannel.accept();
//將此socket通道設置為非阻塞模式
socketChannel.configureBlocking(false);
//將此通道注冊到selector，并等待接收客戶端的讀入數據
socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
allocToken(socketChannel);
} else if (key.isReadable()) {
//獲取事件key中的channel
socketChannel = (SocketChannel) key.channel();
ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(Config.getReadBlock());
//清理緩沖區，便于使用
byteBuffer.clear();
//將channel中的字節流讀入緩沖區
count = socketChannel.read(byteBuffer);
byteBuffer.flip();
//處理粘包
if (count > 0) {
try {
handlePacket(socketChannel, byteBuffer);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
// continue;//如果當前包存在非法拋出異常，那么不再進行處理直接跳出循環，處理下一個包；此處存疑，測試階段暫時注釋
}
} else if (count == 0) {
continue;
} else {
socketChannel.close();
}
} else if (key.isWritable()) {
((SocketChannel) key.channel()).register(selector, SelectionKey.OP_READ);
}
}
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客戶端對事件的監聽
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("-------成功連接服務端！-------");
}
}
socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
} else if (key.isReadable()) {
//獲取事件key中的channel
socketChannel = (SocketChannel) key.channel();
ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(BLOCK);
//清理緩沖區，便于使用
byteBuffer.clear();
//將channel中的字節流讀入緩沖區
String readStr = "";
int count = socketChannel.read(byteBuffer);
//務必要把buffer的position重置為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、我要做的是個啥？
根據我個人對NIO的理解，我的初步想法是要實現一個這樣的東西，如圖：
但在我的不斷深入開發中，發現上面的圖中很多不成熟的內容，作為一個完整的消息通訊的服務，必須包含如下的內容：
1、對接入連接的管理；
2、對連接身份的確認；
3、對異常關閉連接的回收；
4、根據身份對消息的轉發；
5、鏈路的維持；
6、自動重連；
7、消息的異步處理；
8、消息的響應機制；
9、粘包和斷包的處理；
9、配置體系；
10、通訊層與業務層的分離；
………………
網上很多的NIO實例都是可以運行的，但并不能滿足我的工作需要，以上的那些肯定還有沒有考慮全的東西，隨著我一點點的開發會逐漸的浮出水面。
在未來的文章中，我會逐步把我自己制定的通訊協議，各個模塊的結構，以及代碼貼出來，希望大家能夠互相學習，互相幫助。（待續）