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深入解析Apache Mina源碼(2)——Mina的事件模型

 集微筆記 2014-02-24
一、觀察者模式的本來面目

工作時間長了，會發(fā)現(xiàn)代碼中的很多東西都是相通相似的，就說JAVA的事件機制其實就是觀察者模式的實現(xiàn)，學(xué)會了觀察者模式，事件機制自己無師自通，先以我的角度看看什么是觀察者模式。

觀察者模式，顧名思義，應(yīng)該有觀察者（抽象觀察者“Observer”角色）和被觀察者（抽象主題“Subject”角色），被觀察者一旦有變化就通知觀察者更新自己。

形象圖：



下面是觀察者模式的類圖：




從我的角度簡單點理解，我們知道面向?qū)ο缶幊滩贿^是對象之間的相互調(diào)用，那么被觀察者應(yīng)該有個列表（List）來把所有觀察者引用起來，當有事件要通知觀察者時，我們從List中把所有觀察者類取出來挨個調(diào)用觀察者的方法（如update()）。這個過程中只有充分利用了面向?qū)ο缶幊痰亩鄳B(tài)，繼承等特性才能實現(xiàn)。

下面是代碼實現(xiàn)：

被觀察者(抽象主題類):

Java代碼 復(fù)制代碼 收藏代碼
  1. package com.lifanghu.observer;   
  2.   
  3. import java.util.ArrayList;   
  4. import java.util.List;   
  5.   
  6. /**  
  7.  * @author lifh  
  8.  * @mail wslfh2005@163.com  
  9.  * @since 2012-6-14 下午06:18:26  
  10.  * @name com.lifanghu.observer.Subject.java  
  11.  * @version 1.0  
  12.  */  
  13. public abstract class Subject {   
  14.   
  15.     private List observers = new ArrayList();   
  16.   
  17.     /**  
  18.      * 增加一個觀察者  
  19.      * @param observer  
  20.      * @author lifh  
  21.      */  
  22.     public void addObserver(Observer observer) {   
  23.         observers.add(observer);   
  24.     }   
  25.     /**  
  26.      * 刪除一個觀察者  
  27.      * @param observer  
  28.      * @author lifh  
  29.      */  
  30.     public void removeObserver(Observer observer) {   
  31.         observers.remove(observer);   
  32.     }   
  33.     /**  
  34.      * 通知所有觀察者  
  35.      * @author lifh  
  36.      */  
  37.     public void notifyObservers() {   
  38.         for (Observer observer : observers) {   
  39.             observer.update(this);   
  40.         }   
  41.     }   
  42. }   

  實際被觀察者(真實主題角色):

Java代碼 復(fù)制代碼 收藏代碼
  1. package com.lifanghu.observer;   
  2.   
  3. /**  
  4.  * 實際被觀察者  
  5.  * @author lifh  
  6.  * @mail wslfh2005@163.com  
  7.  * @since 2012-6-14 下午10:48:02  
  8.  * @name com.lifanghu.observer.XiaoMing.java  
  9.  * @version 1.0  
  10.  */  
  11. public class XiaoMing extends Subject {   
  12.   
  13.     private String state;   
  14.   
  15.     //實際要通進行通知的方法   
  16.     public void change() {   
  17.         this.notifyObservers();   
  18.     }   
  19.     public String getState() {   
  20.         return state;   
  21.     }   
  22.     public void setState(String state) {   
  23.         this.state = state;   
  24.     }   
  25. }  
 抽象觀察者:
Java代碼 復(fù)制代碼 收藏代碼
  1. package com.lifanghu.observer;   
  2.   
  3. /**  
  4.  * 實際觀察者  
  5.  * @author lifh  
  6.  * @mail wslfh2005@163.com  
  7.  * @since 2012-6-14 下午10:54:07  
  8.  * @name com.lifanghu.observer.XiaoWang.java  
  9.  * @version 1.0  
  10.  */  
  11. public class XiaoWang implements Observer {   
  12.   
  13.     public void update(Subject subject) {   
  14.         XiaoMing xm = (XiaoMing) subject;   
  15.         System.out.println("小王得到通知：" + xm.getState() + ";小王說:活該！");   
  16.     }   
  17. }   

  具體觀察者1:

Java代碼 復(fù)制代碼 收藏代碼
  1. package com.lifanghu.observer;   
  2.   
  3. /**  
  4.  * 實際觀察者  
  5.  * @author lifh  
  6.  * @mail wslfh2005@163.com  
  7.  * @since 2012-6-14 下午10:54:07  
  8.  * @name com.lifanghu.observer.XiaoWang.java  
  9.  * @version 1.0  
  10.  */  
  11. public class XiaoWang implements Observer {   
  12.   
  13.     public void update(Subject subject) {   
  14.         XiaoMing xm = (XiaoMing) subject;   
  15.         System.out.println("小王得到通知：" + xm.getState() + ";小王說:活該！");   
  16.     }   
  17. }  
 具體觀察者2:
Java代碼 復(fù)制代碼 收藏代碼
  1. package com.lifanghu.observer;   
  2.   
  3. /**  
  4.  * 實際觀察者  
  5.  * @author lifh  
  6.  * @mail wslfh2005@163.com  
  7.  * @since 2012-6-14 下午10:56:17  
  8.  * @name com.lifanghu.observer.ZhangShan.java  
  9.  * @version 1.0  
  10.  */  
  11. public class ZhangShan implements Observer {   
  12.   
  13.     public void update(Subject subject) {   
  14.         XiaoMing xm = (XiaoMing) subject;   
  15.         System.out.println("張三得到通知：" + xm.getState() + ";張三說：快吃藥吧！");   
  16.     }   
  17. }  
 客戶端調(diào)用邏輯:
Java代碼 復(fù)制代碼 收藏代碼
  1. package com.lifanghu.observer;   
  2.   
  3. /**  
  4.  * 實際觀察者  
  5.  * @author lifh  
  6.  * @mail wslfh2005@163.com  
  7.  * @since 2012-6-14 下午10:56:17  
  8.  * @name com.lifanghu.observer.ZhangShan.java  
  9.  * @version 1.0  
  10.  */  
  11. public class ZhangShan implements Observer {   
  12.   
  13.     public void update(Subject subject) {   
  14.         XiaoMing xm = (XiaoMing) subject;   
  15.         System.out.println("張三得到通知：" + xm.getState() + ";張三說：快吃藥吧！");   
  16.     }   
  17. }  
 輸出結(jié)果:
 寫道
張三得到通知：小明病了;張三說：快吃藥吧！
小王得到通知：小明病了;小王說:活該！
        說明：對于觀察者模式JDK是有相應(yīng)的實現(xiàn)支持的，內(nèi)置觀察者模式主要有2個類，一個是類Observable,一個是接口類Observer ，大家可以上網(wǎng)去查，或者直接看它的源碼，這里就不多說了。

 

二、從觀察者模式到事件機制

關(guān)于事件機制上面也談了，它其實就是觀察者模式的實現(xiàn)，關(guān)于兩者的聯(lián)系也可以看iteye上的另一討論http://www./topic/182643，里面說的已經(jīng)很清楚了。

關(guān)于事件模型我想說的是里面的三個元素：事件源，事件本身，監(jiān)聽者，對應(yīng)觀察者模式的三個元素分別是：被觀察者，觀察者方法要傳入的參數(shù)，觀察者。

關(guān)于事件機制JDK也有相應(yīng)的實現(xiàn)java.util.EventListener和java.util.EventObject 。

三、Mina中的事件以及監(jiān)聽器的實現(xiàn)

Mina 中有主要有三種事件：

1、org.apache.mina.core.service包下面對IoService接口實現(xiàn)和IoSession接口實現(xiàn)的監(jiān)聽，它不是一個純的事件模型，沒有事件本身（EventObject）的存在。

2、org.apache.mina.core.session包下在線程池環(huán)境下對于事件的觸發(fā)從而進入過濾器鏈進行的處理，它不是一個純事件的模型，少了監(jiān)聽器(EventListener)的實現(xiàn)。

3、org.apache.mina.core.future包下對于異步IO操作（IoFuture）進行監(jiān)聽。它也不是一個純的事件模型，也是少了事件本身（EventObject）的存在。

下面分別介紹下這三種事件細節(jié)。

1、service包下面主要有兩個類是用于監(jiān)聽模式的，監(jiān)聽者IoServiceListener和它的幫助類IoServiceListenerSupport，IoServiceListener接口繼承了EventListener，標明自己是個監(jiān)聽者接口，主要監(jiān)聽service和session的創(chuàng)建，空閑，銷毀事件的。IoServiceListenerSupport作為它的幫助類，實際上充當了事件源的角色，它存儲了IoServiceListener的成員列表。

Java代碼 復(fù)制代碼 收藏代碼
  1. /** A list of {@link IoServiceListener}s. */  
  2. private final List listeners = new CopyOnWriteArrayList();  

 里面有增加和刪除監(jiān)聽者的方法：

Java代碼 復(fù)制代碼 收藏代碼
  1. /**  
  2.  * Adds a new listener.  
  3.  *   
  4.  * @param listener The added listener  
  5.  */  
  6. public void add(IoServiceListener listener) {   
  7.     if (listener != null) {   
  8.         listeners.add(listener);   
  9.     }   
  10. }   
  11.   
  12. /**  
  13.  * Removes an existing listener.  
  14.  *   
  15.  * @param listener The listener to remove  
  16.  */  
  17. public void remove(IoServiceListener listener) {   
  18.     if (listener != null) {   
  19.         listeners.remove(listener);   
  20.     }   
  21. }  

通知監(jiān)聽者的方法：

Java代碼 復(fù)制代碼 收藏代碼
  1. /**  
  2.  * Calls {@link IoServiceListener#serviceActivated(IoService)}  
  3.  * for all registered listeners.  
  4.  * 通知方法  
  5.  */  
  6. public void fireServiceActivated() {   
  7.     if (!activated.compareAndSet(false, true)) {   
  8.         // The instance is already active   
  9.         return;   
  10.     }   
  11.   
  12.     activationTime = System.currentTimeMillis();   
  13.   
  14.     // Activate all the listeners now   
  15.     for (IoServiceListener listener : listeners) {//循環(huán)提取出listeners執(zhí)行本身的方法   
  16.         try {   
  17.             listener.serviceActivated(service);   
  18.         } catch (Throwable e) {   
  19.             ExceptionMonitor.getInstance().exceptionCaught(e);   
  20.         }   
  21.     }   
  22. }  

再來看接口IoService，有對監(jiān)聽器的操作：

Java代碼 復(fù)制代碼 收藏代碼
  1. /**  
  2.  * Adds an {@link IoServiceListener} that listens any events related with  
  3.  * this service.  
  4.  */  
  5. void addListener(IoServiceListener listener);   
  6.   
  7. /**  
  8.  * Removed an existing {@link IoServiceListener} that listens any events  
  9.  * related with this service.  
  10.  */  
  11. void removeListener(IoServiceListener listener);  

 它的實現(xiàn)AbstractIoService里面可以看到，實際是調(diào)用的IoServiceListenerSupport的方法執(zhí)行的有關(guān)操作：

Java代碼 復(fù)制代碼 收藏代碼
  1. /**  
  2.  * {@inheritDoc}  
  3.  */  
  4. public final void addListener(IoServiceListener listener) {   
  5.     listeners.add(listener);   
  6. }   
  7.   
  8. /**  
  9.  * {@inheritDoc}  
  10.  */  
  11. public final void removeListener(IoServiceListener listener) {   
  12.     listeners.remove(listener);   
  13. }  

 看下AbstractIoAcceptor類的調(diào)用方法：

Java代碼 復(fù)制代碼 收藏代碼
  1. if (activate) {   
  2.     //觸發(fā)監(jiān)聽器的服務(wù)創(chuàng)建事件   
  3.     getListeners().fireServiceActivated();   
  4. }  

 2、session包下的事件模型主要還是基于多線程模型來實現(xiàn)的，可以看到IoEvent實現(xiàn)了Runnable接口，它作為任務(wù)放入到線程池中去執(zhí)行，看它的run方法：

Java代碼 復(fù)制代碼 收藏代碼
  1. // 此類實現(xiàn)了 Runnable 它的存在主要為了線程池過濾器ExecutorFilter來使用的。   
  2. // 這樣如果加入了ExecutorFilter后，后面所有的數(shù)據(jù)處理都是多線程方式進行的。   
  3. // 一般放在handler前面，也就是所有過濾器的后面，因為handler主要做業(yè)務(wù)處理，可能會有數(shù)據(jù)庫的操作，比較耗時，適合多線程。   
  4. public void run() {   
  5.     //激活各種事件   
  6.     fire();   
  7. }  

 IO事件類型：

Java代碼 復(fù)制代碼 收藏代碼
  1. package org.apache.mina.core.session;   
  2.   
  3. /**  
  4.  * An {@link Enum} that represents the type of I/O events and requests.  
  5.  * Most users won't need to use this class.  It is usually used by internal  
  6.  * components to store I/O events.  
  7.  *  
  8.  * @author Apache MINA Project  
  9.  */  
  10. public enum IoEventType {   
  11.     SESSION_CREATED,//session創(chuàng)建   
  12.     SESSION_OPENED,//session打開   
  13.     SESSION_CLOSED,//session關(guān)閉   
  14.     MESSAGE_RECEIVED,//消息接收   
  15.     MESSAGE_SENT,//消息發(fā)送   
  16.     SESSION_IDLE,//session空閑   
  17.     EXCEPTION_CAUGHT,//發(fā)生異常   
  18.     WRITE,//寫事件   
  19.     CLOSE,//關(guān)閉session事件   
  20. }  

 它有一個實現(xiàn)類IoFilterEvent，我們知道如果我們想要利用mina的多線程處理，需要如下加一個過濾器：

Java代碼 復(fù)制代碼 收藏代碼
  1. connector.getFilterChain().addLast("executor", new ExecutorFilter());  

 在這個時候我們的IoEvent就派上了用場，ExecutorFilter是一個實現(xiàn)了線程池（線程池在后面的文章中會介紹）的過濾器，看下ExecutorFilter的調(diào)用：

Java代碼 復(fù)制代碼 收藏代碼
  1. @Override  
  2. public final void sessionOpened(NextFilter nextFilter, IoSession session) {   
  3.     if (eventTypes.contains(IoEventType.SESSION_OPENED)) {   
  4.         IoFilterEvent event = new IoFilterEvent(nextFilter, IoEventType.SESSION_OPENED,   
  5.             session, null);    
  6.         //觸發(fā)事件   
  7.         fireEvent(event);   
  8.     } else {   
  9.         nextFilter.sessionOpened(session);   
  10.     }   
  11. }   
  12. /**  
  13.  * Fires the specified event through the underlying executor.  
  14.  *   
  15.  * @param event The filtered event  
  16.  */  
  17. protected void fireEvent(IoFilterEvent event) {   
  18.     //將事件提交給線程池執(zhí)行   
  19.     executor.execute(event);   
  20. }  

 可以看到這個session下的事件模型沒有監(jiān)聽器，所以基本就沒有事件模式的概念了，但是還是有一些事件模型的一些影子，所以可以認為它是一個偽事件模型。

3、future包下面的事件模型，是比較常規(guī)的事件模型，這是一個異步調(diào)用后的事件模型，當設(shè)定的異步操作完成后會調(diào)用監(jiān)聽器的operationComplete方法，事件源為IoFuture等，監(jiān)聽器是IoFutureListener，它只有一個方法：

Java代碼 復(fù)制代碼 收藏代碼
  1. /**  
  2.  * Invoked when the operation associated with the {@link IoFuture}  
  3.  * has been completed even if you add the listener after the completion.  
  4.  * 只有一個處理完成的回調(diào)方法，當線程池將我們的任務(wù)處理完成后會調(diào)用此方法。  
  5.  * @param future  The source {@link IoFuture} which called this  
  6.  *                callback.  
  7.  */  
  8. void operationComplete(F future);  

 看下事件源的代碼：

Java代碼 復(fù)制代碼 收藏代碼
  1. package org.apache.mina.core.future;   
  2.   
  3. import java.util.concurrent.TimeUnit;   
  4.   
  5. import org.apache.mina.core.session.IoSession;   
  6.   
  7. /**  
  8.  * Represents the completion of an asynchronous I/O operation on an   
  9.  * {@link IoSession}.  
  10.  * Can be listened for completion using a {@link IoFutureListener}.  
  11.  * 因為有了線程池模型才會有異步的概念。  
  12.  * 我們將各種IO操作（連接，關(guān)閉，讀，寫）以任務(wù)的方式放入隊列中并返回IoFuture供線程池去處理。  
  13.  * 處理過程和處理完成的操作會改變IoFuture的狀態(tài)。  
  14.  * @author Apache MINA Project  
  15.  */  
  16. public interface IoFuture {   
  17.     /**  
  18.      * Returns the {@link IoSession} which is associated with this future.  
  19.      */  
  20.     IoSession getSession();   
  21.   
  22.     /**  
  23.      * Wait for the asynchronous operation to complete.  
  24.      * The attached listeners will be notified when the operation is   
  25.      * completed.  
  26.      */  
  27.     IoFuture await() throws InterruptedException;   
  28.   
  29.     /**  
  30.      * Wait for the asynchronous operation to complete with the specified timeout.  
  31.      * 等待操作在指定時間內(nèi)完成  
  32.      * @return true if the operation is completed.  
  33.      */  
  34.     boolean await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException;   
  35.   
  36.     /**  
  37.      * Wait for the asynchronous operation to complete with the specified timeout.  
  38.      *  
  39.      * @return true if the operation is completed.  
  40.      */  
  41.     boolean await(long timeoutMillis) throws InterruptedException;   
  42.   
  43.     /**  
  44.      * Wait for the asynchronous operation to complete uninterruptibly.  
  45.      * The attached listeners will be notified when the operation is   
  46.      * completed.  
  47.      * 等待異步操作完成，完成后會觸發(fā)注冊的監(jiān)聽器。  
  48.      * @return the current IoFuture  
  49.      */  
  50.     IoFuture awaitUninterruptibly();   
  51.   
  52.     /**  
  53.      * Wait for the asynchronous operation to complete with the specified timeout  
  54.      * uninterruptibly.  
  55.      *  
  56.      * @return true if the operation is completed.  
  57.      */  
  58.     boolean awaitUninterruptibly(long timeout, TimeUnit unit);   
  59.   
  60.     /**  
  61.      * Wait for the asynchronous operation to complete with the specified timeout  
  62.      * uninterruptibly.  
  63.      *  
  64.      * @return true if the operation is finished.  
  65.      */  
  66.     boolean awaitUninterruptibly(long timeoutMillis);   
  67.   
  68.     /**  
  69.      * @deprecated Replaced with {@link #awaitUninterruptibly()}.  
  70.      */  
  71.     @Deprecated  
  72.     void join();   
  73.   
  74.     /**  
  75.      * @deprecated Replaced with {@link #awaitUninterruptibly(long)}.  
  76.      */  
  77.     @Deprecated  
  78.     boolean join(long timeoutMillis);   
  79.   
  80.     /**  
  81.      * Returns if the asynchronous operation is completed.  
  82.      */  
  83.     boolean isDone();   
  84.   
  85.     /**  
  86.      * Adds an event listener which is notified when  
  87.      * this future is completed. If the listener is added  
  88.      * after the completion, the listener is directly notified.  
  89.      * 增加異步完成后的監(jiān)聽者  
  90.      */  
  91.     IoFuture addListener(IoFutureListener listener);   
  92.   
  93.     /**  
  94.      * Removes an existing event listener so it won't be notified when  
  95.      * the future is completed.  
  96.      * 刪除異步完成后的監(jiān)聽者  
  97.      */  
  98.     IoFuture removeListener(IoFutureListener listener);   
  99. }  

 看下調(diào)用監(jiān)聽者的方法類DefaultIoFuture的代碼：

Java代碼 復(fù)制代碼 收藏代碼
  1. /**  
  2.  * Sets the result of the asynchronous operation, and mark it as finished.  
  3.  */  
  4. public void setValue(Object newValue) {   
  5.     synchronized (lock) {   
  6.         // Allow only once.   
  7.         if (ready) {   
  8.             return;   
  9.         }   
  10.   
  11.         result = newValue;   
  12.         ready = true;   
  13.         if (waiters > 0) {   
  14.             lock.notifyAll();   
  15.         }   
  16.     }   
  17.   
  18.     //調(diào)用監(jiān)聽者的方法   
  19.     notifyListeners();   
  20. }  

 在此我們可以學(xué)到JAVA的異步只有在多線程操作下才有可能實現(xiàn)。

四、推薦文章

參考文章：

1. 觀察者模式

http://ttitfly./blog/152512

2. 《JAVA與模式》之觀察者模式

http://www.cnblogs.com/java-my-life/archive/2012/05/16/2502279.html

3. Java事件機制理解及應(yīng)用

http://blog.csdn.net/JianZhiZG/article/details/1427073

4. java 事件機制

http://www./chenweicai/archive/2007/04/13/110350.html

五、總結(jié)

事件模型作為mina中一個重要的設(shè)計模式很好的體現(xiàn)了JAVA高內(nèi)聚，低耦合的設(shè)計思想，也讓用戶的調(diào)用代碼簡潔易用，本文章本著拋磚引玉的態(tài)度希望大家能指出缺點，共同討論。

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