简介： Apache MINA 2 是一个开发高性能和高可伸缩性网络应用程序的网络应用框架。它提供了
一个抽象的事件驱动的异步 API，可以使用 TCP/IP、UDP/IP、串口和虚拟机内部的管道等传输方
式。Apache MINA 2 可以作为开发网络应用程序的一个良好基础。本文将介绍 Apache MINA 2
的基本概念和 API，包括 I/O 服务、I/O 会话、I/O 过滤器和 I/O 处理器。另外还将介绍如何使用状
态机。本文包含简单的计算器服务和复杂的联机游戏两个示例应用。
Apache MINA 2 是一个开发高性能和高可伸缩性网络应用程序的网络应用框架。它提供了一个抽
象的事件驱动的异步 API，可以使用 TCP/IP、UDP/IP、串口和虚拟机内部的管道等传输方式。
Apache MINA 2 可以作为开发网络应用程序的一个良好基础。下面将首先简单介绍一下 Apache
MINA 2。
Apache MINA 2 介绍
Apache MINA 是 Apache 基金会的一个开源项目，目前最新的版本是 2.0.0-RC1。本文中使用的
版本是 2.0.0-M6。从参考资料中可以找到相关的下载信息。下面首先介绍基于 Apache MINA 的网
络应用的一般架构。
基于 Apache MINA 的网络应用的架构
基于 Apache MINA 开发的网络应用，有着相似的架构。图 1
中给出了架构的示意图。
图 1. 基于 Apache MINA 的网络应用的架构
如图 1
所示，基于 Apache MINA 的网络应用有三个层次，分别是 I/O 服务、I/O 过滤器和 I/O 处
理器：
_ I/O 服务：I/O 服务用来执行实际的 I/O 操作。Apache MINA 已经提供了一系列支持不同协
议的 I/O 服务，如 TCP/IP、UDP/IP、串口和虚拟机内部的管道等。开发人员也可以实现
自己的 I/O 服务。
_ I/O 过滤器：I/O 服务能够传输的是字节流，而上层应用需要的是特定的对象与数据结构。
I/O 过滤器用来完成这两者之间的转换。I/O 过滤器的另外一个重要作用是对输入输出的数
据进行处理，满足横切的需求。多个 I/O 过滤器串联起来，形成 I/O 过滤器链。
_ I/O 处理器：I/O 处理器用来执行具体的业务逻辑。对接收到的消息执行特定的处理。
创建一个完整的基于 Apache MINA 的网络应用，需要分别构建这三个层次。Apache MINA 已经为
I/O 服务和 I/O 过滤器提供了不少的实现，因此这两个层次在大多数情况下可以使用已有的实现。
I/O 处理器由于是与具体的业务相关的，一般来说都是需要自己来实现的。
事件驱动的 API
Apache MINA 提供的是事件驱动的 API。它把与网络相关的各种活动抽象成事件。网络应用只需
要对其感兴趣的事件进行处理即可。事件驱动的 API 使得基于 Apache MINA 开发网络应用变得比
较简单。应用不需要考虑与底层传输相关的具体细节，而只需要处理抽象的 I/O 事件。比如在实现
一个服务端应用的时候，如果有新的连接进来，I/O 服务会产生 sessionOpened 这样一个事
件。如果该应用需要在有连接打开的时候，执行某些特定的操作，只需要在 I/O 处理器中此事件处
理方法 sessionOpened 中添加相应的代码即可。
在介绍 Apache MINA 中的基本概念的细节之前，首先通过一个简单的应用来熟悉上面提到的三个
层次的具体职责。
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从简单应用开始
在使用 Apache MINA 开发复杂的应用之前，首先将介绍一个简单的应用。通过此应用可以熟悉上
面提到的三个层次，即 I/O 服务、I/O 过滤器和 I/O 处理器。该应用是一个简单的计算器服务，客
户端发送要计算的表达式给服务器，服务器返回计算结果。比如客户端发送 2+2，服务器返回
4.0 作为结果。
在实现此计算器的时候，首先需要考虑的是 I/O 服务。该计算器使用 TCP/IP 协议，需要在指定端
口监听，接受客户端的连接。Apache MINA 提供了基于 Java NIO 的套接字实现，可以直接使用。
其次要考虑的是 I/O 过滤器。I/O 过滤器过滤所有的 I/O 事件和请求，可以用来处理横切的需求，
如记录日志、压缩等。最后就是 I/O 处理器。I/O 处理器用来处理业务逻辑。具体到该应用来说，
就是在接收到消息之后，把该消息作为一个表达式来执行，并把结果发送回去。I/O 处理器需要实
现 org.apache.mina.core.service.IoHandler 接口或者继承自
org.apache.mina.core.service.IoHandlerAdapter。该应用的 I/O 处理器
的实现如清单 1
所示。
清单 1. 计算器服务的 I/O 处理器 CalculatorHandler
public class CalculatorHandler extends IoHandlerAdapter {
private static nal Logger LOGGER = LoggerFactory
.getLogger(CalculatorHandler.class);
private ScriptEngine jsEngine = null;
public CalculatorHandler() {
ScriptEngineManager sfm = new ScriptEngineManager();
jsEngine = sfm.getEngineByName("JavaScript");
if (jsEngine == null) {
throw new RuntimeException("找不到 JavaScript 引擎。");
}
}
public void exceptionCaught(IoSession session, Throwable cause)
throws Exception {
LOGGER.warn(cause.getMessage(), cause);
}
public void messageReceived(IoSession session, Object message)
throws Exception {
String expression = message.toString();
if ("quit".equalsIgnoreCase(expression.trim())) {
session.close(true);
return;
}
try {
Object result = jsEngine.eval(expression);
session.write(result.toString());
} catch (ScriptException e) {
LOGGER.warn(e.getMessage(), e);
session.write("Wrong expression, try again.");
}
}
}
在清单 1
中，messageReceived 由 IoHandler 接口声明。当接收到新的消息的时候，该
方法就会被调用。此处的逻辑是如果传入了“quit”，则通过 session.close 关闭当前连接；如
果不是的话，就执行该表达式并把结果通过 session.write 发送回去。此处执行表达式用的
是 JDK 6 中提供的 JavaScript 脚本引擎。此处使用到了 I/O 会话相关的方法，会在下面进行说明。
接下来只需要把 I/O 处理器和 I/O 过滤器配置到 I/O 服务上就可以了。具体的实现如清单 2
所示。
清单 2. 计算器服务主程序 CalculatorServer
public class CalculatorServer {
private static nal int PORT = 10010;
private static nal Logger LOGGER = LoggerFactory
.getLogger(CalculatorServer.class);
public static void main(String[] args) throws IOException {
IoAcceptor acceptor = new NioSocketAcceptor();
acceptor.getFilterChain().addLast("logger", new LoggingFilter());
acceptor.getFilterChain().addLast(
"codec",
new ProtocolCodecFilter(new TextLineCodecFactory(Charset
.forName("UTF-8"))));
acceptor.setHandler(new CalculatorHandler());
acceptor.bind(new InetSocketAddress(PORT));
LOGGER.info("计算器服务已启动，端口是" + PORT);
}
}
清单 2
中，首先创建一个
org.apache.mina.transport.socket.nio.NioSocketAcceptor 的实例，
由它提供 I/O 服务；接着获得该 I/O 服务的过滤器链，并添加两个新的过滤器，一个用来记录相关
日志，另外一个用来在字节流和文本之间进行转换；最后配置 I/O 处理器。完成这些之后，通过
bind 方法来在特定的端口进行监听，接收连接。服务器启动之后，可以通过操作系统自带的
Telnet 工具来进行测试，如图 2
所示。在输入表达式之后，计算结果会出现在下面一行。
图 2. 使用 Telnet 工具测试计算器服务
在介绍了简单的计算器服务这个应用之后，下面说明本文中会使用的复杂的联机游戏应用。
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联机游戏示例说明
上一节中给出了一个简单的基于 Apache MINA 的网络应用的实现，可以用来熟悉基本的架构。而
在实际开发中，网络应用都是有一定复杂度的。下面会以一个比较复杂的联机游戏作为示例来详细
介绍 Apache MINA 的概念、API 和典型用法。
该联机游戏支持两个人进行俄罗斯方块的对战。这个游戏借鉴了 QQ 的“火拼俄罗斯”。用户在启动
客户端之后，需要输入一个昵称进行注册。用户可以在“游戏大厅”中查看当前已注册的所有其它用
户。当前用户可以选择另外的一个用户发送游戏邀请。邀请被接受之后就可以开始进行对战。在游
戏过程中，当前用户可以看到对方的游戏状态，即方块的情况。该游戏的运行效果如图 3
所示。
图 3. 联机游戏示例运行效果图
