JAVA NIO和MINA发送数据过程解析

NIO发送数据过程：
1 将信道写入操作加锁保证其他线程不对信道写入（文档中称“是如果另一个线程已经在此通道上发起了一个写入操作，则在该操作完成前此方法的调用被阻塞。”）
2 如果缓冲区为非直接缓冲区，则复制缓冲区内容到直接缓冲区，防止外界对缓冲区内容修改导致发送数据损坏
    * 复制过程分配的内存将被捆绑在线程上，在线程关闭之前，这部分内存不被回收，等IO操作完成后，可重用这部分内存，减少内存分配过程，其性能消耗更多在复制内容上。
    * 直接缓冲区与非直接缓冲区参见ByteBuffer类文档
3 通过JNI调用本地方法直接将缓冲区地址和长度传递给操作系统，由系统进行异步IO操作

由此可见jvm与操作系统共用直接缓冲区。

MINA发送数据过程：
 MINA发送数据过程在
    org.apache.mina.core.polling.AbstractPollingIoProcessor.flushNow(T, long)
    org.apache.mina.core.polling.AbstractPollingIoProcessor.writeBuffer(T, WriteRequest, boolean, int, long)
    org.apache.mina.transport.socket.nio.NioProcessor.write(NioSession, IoBuffer, int)
 方法中。
 
    flashNow方法负责清空IoSession.writeRequestQueue列队。为保证传输效率，flashNow方法尽量将输出长度匹配到接收缓冲区长度的1.5倍。
    flashNow方法循环调用writeBuffer，直到所调用writeBuffer方法返回值总和大于等于接收缓冲区容量的1.5倍、writeBuffer返回0或全部消息发送成功。
    writeBuffer方法负责发送一条消息数据，write方法返回0，writeBuffer将连续尝试256次。
    如果消息完整发送，将调用IoFilterChain.fireMessageSent(req)方法。如果有数据发送，将返回实际发送数据长度，否则返回0。
        * 如果连接支持碎片拼接（如TCP连接），则writeBuffer方法可以决定输出消息的一部分，保证输出数据长度不超过输入缓冲区的1.5倍。
        * 如果连接不支持碎片拼接（如UDP连接），则writterBuffer方法必须将消息完整输出。
    write方法调用信道的write方法，将IoBuffer包装的ByteBuffer放入操作系统缓冲区，并返回结果。
   
由此可见，在基本NIO中，如果系统底层缓冲区填满，SocketChannel.write方法将返回0，业务逻辑必须处理此情况，否则将丢失发送数据。
在MINA中，使用消息分批或拆分方式将最大效率利用系统缓冲区，并保证由于系统缓冲区装满而未发送的消息将重新发送。

 

 

 

相关代码：

 

sun.nio.ch.SocketChannelImpl.write(ByteBuffer)关键代码：
        .
        .
        .
        for (;;) {
            n = IOUtil.write(fd, buf, -1, nd, writeLock);
            if ((n == IOStatus.INTERRUPTED) && isOpen())
            continue;
            return IOStatus.normalize(n);
        }
        .
        .
        .
       
sun.nio.ch.IOUtil.write(FileDescriptor, ByteBuffer[], int, int, NativeDispatcher) 关键代码：
        .
        .
        .
       
    IOVecWrapper vec = IOVecWrapper.get(length);
    .
    .
        ByteBuffer shadow = Util.getTemporaryDirectBuffer(rem);
        hadow.put(buf);
        shadow.flip();
        vec.setShadow(iov_len, shadow);
    .
    .
    .
    long bytesWritten = nd.writev(fd, vec.address, iov_len);
   
SocketDispatcher.writev:
    long writev(FileDescriptor fd, long address, int len) throws IOException {
        return writev0(fd, address, len);
    }

 

特殊返回值定义在：
final class IOStatus {
    static final int EOF = -1;            // End of file
    static final int UNAVAILABLE = -2;        // Nothing available (non-blocking)
    static final int INTERRUPTED = -3;        // System call interrupted
    static final int UNSUPPORTED = -4;        // Operation not supported
    static final int THROWN = -5;        // Exception thrown in JNI code
    static final int UNSUPPORTED_CASE = -6; // This case not supported
   
    static int normalize(int n) {
        if (n == UNAVAILABLE)
            return 0;
        return n;
    }
}
windows下JNI调用：
Java_sun_nio_ch_SocketDispatcher_writev0(JNIEnv *env, jclass clazz,
                                         jobject fdo, jlong address, jint len)
{
    /* set up */
    int i = 0;
    DWORD written = 0;
    jint fd = fdval(env, fdo);
    struct iovec *iovp = (struct iovec *)address;
    WSABUF *bufs = malloc(len * sizeof(WSABUF));

    if (bufs == 0) {
        JNU_ThrowOutOfMemoryError(env, 0);
        return IOS_THROWN;
    }

    if ((isNT() == JNI_FALSE) && (len > 16)) {
        len = 16;
    }

    /* copy iovec into WSABUF */
    for(i=0; i<len; i++) {
        bufs[i].buf = (char *)iovp[i].iov_base;
        bufs[i].len = (u_long)iovp[i].iov_len;
    }
   
    /* read into the buffers */
    i = WSASend((SOCKET)fd, /* Socket */
            bufs,           /* pointers to the buffers */
            (DWORD)len,     /* number of buffers to process */
            &written,       /* receives number of bytes written */
            0,              /* no flags */
            0,              /* no overlapped sockets */
            0);             /* no completion routine */

    /* clean up */
    free(bufs);

    if (i != 0) {
        int theErr = (jint)WSAGetLastError();
        if (theErr == WSAEWOULDBLOCK) {
            return IOS_UNAVAILABLE;
        }
        JNU_ThrowIOExceptionWithLastError(env, "Vector write failed");
        return IOS_THROWN;
    }

    return convertLongReturnVal(env, (jlong)written, JNI_FALSE);
}
windows本地接口
　　int WSASend (
　　SOCKET s，
　　LPWSABUF lpBuffers
　　DWORD dwBufferCount，
　　LPDWORD lpNumberOfBytesSent，
　　DWORD dwFlags，
　　LPWSAOVERLAPPED lpOverlapped，
　　LPWSAOVERLAPPED_COMPLETION_ROUTINE lpCompletionRoutine
　　)；
返回值WSAEWOULDBLOCK    Windows NT: Overlapped sockets: There are too many outstanding overlapped I/O requests. Nonoverlapped sockets: The socket is marked as nonblocking and the send operation cannot be completed immediately.