用Java的New IO开发网络协议

核心提示：最近用java的New IO开发了一套简单的网络协议，在这里我把开发中的一些心得整理一下，用Java的New IO开发网络协议，总结出一套简单的可以重用的网络协议开发框架，希望能够给初学者一点帮助，*/public Message receive() throws IOException, MessageFormatE

　　最近用java的New IO开发了一套简单的网络协议，在这里我把开发中的一些心得整理一下，总结出一套简单的可以重用的网络协议开发框架，希望能够给初学者一点帮助。

　　网络协议基本的通讯单位是一个一个的消息包。在用socket传输这些包的时，首先要解决的一个问题是如何解决包与包之间的边界问题。socket传输的是流，一个send中发出的消息，在对方不一定在一个recv中收到，可能要多次recv，或者一个recv收到多个send中放出的包。所以必须由应用层协议自己来解决包的定界问题。通常有两种方法，一种是每个包以一个非凡的字符或者字符串来结束，如http协议就是以两个'\n'作为一个消息的结束标记；另一种方法就是，所有的消息都有一个固定长度的消息头，在消息头中指出这条消息的长度。我们的协议是采用第二种方法，这也是大部分协议采用的方法。本文提出的框架也是解决这种协议方式的。

　　Java的New IO是在J2SE1.4引入的，主要引入了Buffer这样的概念，发送接受数据都是在Buffer上进行，而对于初学者，Buffer的操作是比较复杂的，轻易出错。所以在这个框架中尽可能的把对于Buffer的操作封装起来。

　　框架主要有MessageHeader, Message, MessageFactory三个接口，两个类MessageChannel, BufferUtil，以及一个异常类MessageFormatException构成。下面说明这几个接口和类的功能。

　　1. MessageHeader接口

　　在这样一套网络协议中，总是有一个固定长度的消息头，不同的协议有不同的消息头，但是几乎所有的消息头都定义了本消息的长度和本消息的类型。类型用于识别不同的消息包。类型相同的包，格式都是一样的，可以用同一个Java的class来表达。类型不同的包，格式可能相同也可能不同，依靠于协议。接口定义如下：

public interface MessageHeader {
/**
* 返回消息类型
*/
int getMessageType();

/**
* 返回消息长度
*/
int getMessageLength();

/**
* 从Buffer中提取消息头
*/
void buildFromBuffer(ByteBuffer buffer);

/**
* 把消息头放到Buffer中
*/
void appendToBuffer(ByteBuffer buffer);

}
　　2. Message接口

　　Message代表一个消息包。每个消息包有一个消息头。其定义如下：

public interface Message {
/**
* 设置消息头，在MessageChannel.receive中调用
*/
void setHeader(MessageHeader header);

/**
* 返回消息头
*/
MessageHeader getHeader();

/**
* 从Buffer中取出消息体
*/
void buildBodyFromBuffer(ByteBuffer buffer);

/**
* 把消息体放到Buffer中
*/
void appendBodyToBuffer(ByteBuffer buffer);
}
　　3. MessageFactory接口

　　这个接口封装了所有真正的用于表达消息的类的创建，在MessageChannel的receive中调用。这里用了抽象工厂模式。其定义如下：

public interface MessageFactory {
/**
* 返回消息头的字节数
*/
int getMessageHeaderLength();

/**
* 创建一个消息头对象
*/
MessageHeader createMessageHeader();

/**
* 创建一个消息对象
* @param type 消息类型，从消息头中取得
*/
Message createMessage(int type);
}
　　4. MessageChannel类

　　主要功能都在这个类中，用于发送和接收消息，并封装了所有对于Buffer的操作。

class MessageChannel {
/**
* 构造方法，要求指明发送缓冲区和接收缓冲区的大小
*/
public MessageChannel(int receiveBufferSize,
int sendBufferSize,
SocketChannel sc,
MessageFactory mf);
/**
* 接收一条消息，当消息不完整、收到的消息长度太大（超过接收缓冲区大小）或者不能通过MessageFactory创建的消息类型时时抛出MessageFormatException。
*/
public Message receive() throws IOException, MessageFormatException;

/**
* 发送一条消息
*/
public void send(Message message) throws IOException;

}
　　5. BufferUtil类

　　这是一个Utility类，主要功能是从ByteBuffer中取得或者放入一个字符串String，不同的协议有不同的字符串处理方法。