[MINA框架知识]IoBuffer 接口

IoBuffer 是 MINA 中的独有接口，主要继承实现的是 java NIO 中的 ByteBuffer ，所以从使用方法上来看二者区别不大，唯一比较大的区别就是， IoBuffer 支持可变长的数据填充，对于这个类有三个关键属性，分别是

capacity( 容量 ) ： 是它所包含的元素的数量。缓冲区的容量不能为负并且不能更改。 limit( 限制 ) ：      是第一个不应该读取或写入的元素的索引。

position ( 位置 ) ：    是下一个要读取或写入的元素的索引。

以上三个属性的值都不能为负，其关系遵守以下不变式：

            0<= 位置 <= 限制 <= 容量

在这里还要郑重的介绍三个方法分别是：

clear() : 使缓冲区为一系列新的通道读取或相对放置 操作做好准备：它将限制设置为容量大小，将位置设置为 0 。

flip() : 使缓冲区为一系列新的通道写入或相对获取 操作做好准备：它将限制设置为当前位置，然后将位置设置为 0 。

rewind() : 使缓冲区为重新读取已包含的数据做好准备：它使限制保持不变，将位置设置为 0 。

从本质上讲这三个方法都是对之前所介绍的三个属性进行操作，所以这里就会有一个误区，很多人从字面上解读 clear() 这个方法，以为这个方法就是将数据擦除。而实际上 clear 方法并不有擦除数据，仅仅是做了二件事，一是将 limit=capacity, 二是 position=0 ，这使得数据好像被清除，以便接收下一次的读写。但请大家千万注意 ，在写自定义解（编）码器时一定不要随便使用这些方法，请确保在对这些方法有了足够的认识后（最好的方法就是解读源码），才去使用它。特别是直接使用 clear() 时，一旦使用不当，在截取数据非常容易发生死循环的情况，因为前面已经说过， clear 并不是清除数据，而只是改变属性值，也就是说原数据依旧保留，这会导致某些时候会不停的重置这三个属性，去读同一段索引的数据，从而导致死循环。网上好多 demo 都是直接使用的 clear() ，其实都是存在一定隐患的，希望能看到这里的朋友能引起警惕 , 个人认为最好的清除方式就是人为的控制 Iobuffer 的三个属性值。 以下是参考代码 :



        int oldPos = in.position();

      int oldLimit = in.limit();

    ....... 开始 ..........

    处理数据

    ....... 结束 ..........

        int pos = in.position();

        in.limit(oldLimit);

    in.position(pos);

注： 以上代码仅适用于一次读取不完，需要从iobuffer 中多次读取的情况，具体情况请具体对待，核心思想就是操作iobuffer 的三个属性。
sendUrgentData() 方法的使用

这个方法的作用，只要是用过 socket 编程的童鞋都知道它的作用。没错，它就是通过发送一个紧急字符到服务端 （对 socket 来说实际上并不存在严格意义上的客户端或服务端，谁主动谁就是客户端） ，用来测试连接是否保持的一个方法。使用这个方法有二个限制。一是必须对方的 OS 支持该方法，二是要求服务端的 SO_OOBINLINE 为 false. 否则 服务 端将会把这个紧急字符认为是正常报文一并接收，而不是抛弃。反之当 SO_OOBINLINE 为 true 时，这个紧急字符仅仅用来确认通讯是否正常之用，服务端接收后会立刻抛弃不予处理的。默认情况下 SO_OOBINLINE 的值就是 false, 所以一般情况下，客户端直接用这个方法就可以测试连接是否保持了。

按理来说这个默认设置是个好事，但在笔者的项目开发中曾经因为这个 sendUrgentData () 被困扰了近一周的时间。事情的起因要从性能测试开始说起。

测试人员在测试过程中发现当前置机启动后有连接产生时就会让 CPU 占用率高居不下，开始笔者不是很在意，认为这个时间里有 IO 操作， CPU 高居不下很正常，后来进一步测试发生在没有数据发送的情况下 CPU 也会占到近 50% 左右，这个现象就很不正常了，于是折腾开始。

先是确认前置机的哪个部分会占用 cpu, 很快将目标锁定到了调度机，接下来对调度机进行代码排查，没有发生任何问题，头大了，再次进入 QQ 群讨论该问题，有人向我推荐了 JRMC （这也是我要向大家强烈推荐该工具的原因，网络的力量是强大的！！！嘿嘿。。。），通过这个监视工具，本人很快就再次缩小目标，将目标定位到一个叫 Ioprocesse-1 的线程上面，从名字及本文之前介绍的内容来看，很明显这个 MINA 框架内部线程导致的，随后就到网上查找是否有同类的现象，很遗憾本人可能是遇到一个前所未有的问题了，网络上提到使用 MINA 导致 CPU 占用率过高的内容几乎没有，无奈之下本人试着换 JDK 版本、 MINA 版本、甚至改写 MINA 源代码，一番折腾下来，结果是统统做了无用功。因为这个问题暂时不会影响测试和使用再加上时间过紧，后来就暂时将这个问题搁置了起来。某天，在开发的过程中笔者忽然想到：前置机的三个部分都是独立程序，通信机的接口也都是用 mina 改写的，为什么终端与通讯机没有这种现象发生呢？一番推理之下，本人反而将目标锁定到了占用率正常的通机机上面了，通过反复的排查，最终将问题锁定到了方法级，那就是 sendUrgentData 这个罪魁祸首。

本人试验发现，只要没有调用 sendUrgentData 方法所有一切都很正常， 但通信机 一旦调用 sendUrgentData 方法用来测试与调度机是否保持通信时，就会让调度机的 CPU 占用率瞬间飙升。但一个通信程序测试连接的方法是必不可少，而且暂时没有更好的能代替 sendUrgentData 的方法，所以就想着去改造 sendUrgentData 的源代码，结果一番跟踪下来才傻了眼，原来 sendUrgentData 方法 的底层实现是 native 类型（ 注三 ）根本就无从改起，最终本人将注意打到了调度机的解码器上面。代码比较多笔者就不帖了，只写上具体的解决步骤，有实际需求的，欢迎讨论。

步骤：

1 、在客户端（本例中客户端为通讯机）使用 sendUrgentData （）方法时，请设置一个报   文    中不可能出现的数字，本案例中使用的是 -16 。

2、  在服务端的处理类（即实现 IoHandlerAdapter 的类，为必须类）的 sessionCreated 方法内设置 SO_OOBINLINE 为 true. 代码如下：

  @Override

       public void sessionCreated(IoSession session) throws Exception {

              IoSessionConfig cfg = session.getConfig();

                if (cfg instanceof SocketSessionConfig) {

                 ((SocketSessionConfig) cfg).setOobInline( true );

                }

       }

3、  在服务端的解码器中将接受到的 -16 的字符全部手动抛弃（注意 IoBuff 三属性的重新设定）。

至此问题解决，但从解决方法来看，这个方法并不具有代表性，当碰到以下情况是并不一定适用：

情况一： 报文的内容本身有可能无所不包，那么 sendUrgentData 设置什么好呢？？

情况二： 客户端的程序无法改动时，又该如何应对呢？？

当然这个问题的终结解决方案并不在本文的讨论范围之类，这个很明显就是 mina 的一个 BUG ，不知道 2.04 的版本有没有解决这个问题，但从官网所贴的问题列表来看，这个 BUG 应该是依旧存在的，奈何笔者 E 文比较烂，看看资料还可以，要我动手写，并将以上内容用 E 文表达出来，确实是没有那个勇气的，希望能看到这一段的童鞋能代劳一、二，督促官方早日改好这个 BUG ，咱也算是为开源软件尽了一份力不是？ ^_^

有的童鞋看到这里可能会说笔者是不是太啰嗦了，几句话可以解决的事情讲这么多，这里我想强调一下的是，本文 的核心内容 主要讲的还是使用心得， 而 不是使用方法，在这里之所以把 解决 过程讲得这么详细，还是希望达成二点目的。

1 、笔者希望通过对过程详细的描述，来提醒大家。做咱们这一行的不可能不遇到问题，但遇到问题首要的是先缩小范围，再确定范围，实际确定不下来的，不妨跟同行讨论一番，如果还确定不下来，咱就暂时放一放，等脑子静下来以后，把思路跳出来，反向追踪，说不定问题的表象并不是问题发生的缘原呢？（这话有点拗口，不做解释。。。。   -_-!! ）在本文中就是一个很明显的例子，明明是调度机表现出来的 CPU 占用过高，但导致这一现象发生的却是在通讯机上了。

2 、再次推荐 JRMC, 这东西真的很好用。独乐乐不如众乐乐～～   什么？你已经知道了？知道了，你怎么不告诉我？你真是坏啊。。。。。。哦 ~ 漏说了一句 , 这个工具是 Oracle JRockit JDK 自带的，据说这个 JDK 的效率能比普通 JDK 的效率高上 2%-10% 非常适合在生产环境下使用。 什么？？你还是知道了？？ 你，你，你。。。。。。（吐血 ing.... ）

当然了，群众的力量是无穷的，大家嫌我太罗嗦的话，下面的内容我就简单一点吧。



注三： 所谓的 native 类型的方法，是 JAVA 中的一种特殊方法，凡是标注这个关键字的方法，其本身并没有任何实现代码，最终的运行都是通过虚拟机调用 OS 的底层的方法来运行的。
Concurrent 包下的一些类

这里主要推荐二个集合类，分别是 ConcurrentLinkedQueue ， ConcurrentHashMap 这二个类的使用基本上不需要你考虑是不是多线程的编程，也不需要用锁，可以大幅提高并发量过大时的对像存取，至于实现机制劳驾大家自己去 GOOGLE 一把吧。
结尾语

文章到这里基本上算是结束了，而项目最终的并发量从 2680 提升至 3.5W, 客户要求的是 2W 的并发量，所以后面更高的并发没有继续再测，至本文截稿为止，最新的消息是项目的一期工作已经顺利通过了国家级机构的评测。但实质上本文关于 MINA 框架还有很多东西没有涉及到，比如说与 Spring 的结合，对 Jmx 的支持，自定义协议详细举例等等，但我想这点小困难应该不会妨碍大家对 mina 的学习热情吧！感兴趣的童鞋不妨把它当成一个课后作业来做做吧 !!  ^_^

 

评论

1 楼 yuer2084 2012-08-09  

IoBuffer的capacity 修改是可能的
IoBuffer可以autoExpand。这样超过的数据put如缓冲时会自动扩充capacity（整数倍）。
也可以手动调用capacity(int)方法，修改。