Mina、Netty、Twisted一起学（七）：公布/订阅（Publish/Subscribe）

消息传递有非常多种方式。请求/响应（Request/Reply）是最经常使用的。在前面的博文的样例中。非常多都是採用请求/响应的方式。当server接收到消息后，会马上write回写一条消息到client。

HTTP协议也是基于请求/响应的方式。

可是请求/响应并不能满足全部的消息传递的需求，有些需求可能须要服务端主动推送消息到client，而不是被动的等待请求后再给出响应。

公布/订阅（Publish/Subscribe）是一种server主动发送消息到client的消息传递方式。订阅者Subscriber连接到serverclient后，相当于開始订阅公布者Publisher公布的消息，当公布者公布了一条消息后，全部订阅者都会接收到这条消息。

网络聊天室一般就是基于公布/订阅模式来实现。

比如增加一个QQ群。就相当于订阅了这个群的全部消息。当有新的消息，server会主动将消息发送给全部的client。仅仅只是聊天室里的全部人既是公布者又是订阅者。

以下分别用MINA、Netty、Twisted分别实现简单的公布/订阅模式的server程序，连接到server的全部client都是订阅者，当公布者公布一条消息后，server会将消息转发给全部client。

MINA：

在MINA中。通过IoService的getManagedSessions()方法能够获取这个IoService当前管理的全部IoSession，即全部连接到server的client集合。当server接收到公布者公布的消息后，能够通过IoService的getManagedSessions()方法获取到全部client相应的IoSession并将消息发送到这些client。

public class TcpServer {

	public static void main(String[] args) throws IOException {
		IoAcceptor acceptor = new NioSocketAcceptor();

		acceptor.getFilterChain().addLast("codec",
				new ProtocolCodecFilter(new TextLineCodecFactory(Charset.forName("UTF-8"), "\r\n", "\r\n")));

		acceptor.setHandler(new TcpServerHandle());
		acceptor.bind(new InetSocketAddress(8080));
	}

}

class TcpServerHandle extends IoHandlerAdapter {

	@Override
	public void exceptionCaught(IoSession session, Throwable cause)
			throws Exception {
		cause.printStackTrace();
	}

	@Override
	public void messageReceived(IoSession session, Object message)
			throws Exception {

		// 获取全部正在连接的IoSession
		Collection<IoSession> sessions = session.getService().getManagedSessions().values();

		// 将消息写到全部IoSession
		IoUtil.broadcast(message, sessions);
	}
}

Netty：

Netty提供了ChannelGroup来用于保存Channel组，ChannelGroup是一个线程安全的Channel集合，它提供了一些列Channel批量操作。

当一个TCP连接关闭后，相应的Channel会自己主动从ChannelGroup移除。所以不用手动去移除关闭的Channel。

Netty文档关于ChannelGroup的解释：

A thread-safe Set that contains open Channels and provides various bulk operations on them. Using ChannelGroup, you can categorize Channels into a meaningful group (e.g. on a per-service or per-state basis.) A closed Channel is automatically removed from the collection, so that you don't need to worry about the life cycle of the added Channel. A Channel can belong to more than one ChannelGroup.

当有新的client连接到server，将相应的Channel增加到一个ChannelGroup中。当公布者公布消息时，server能够将消息通过ChannelGroup写入到全部client。

public class TcpServer {

	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
		EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
		EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
		try {
			ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
			b.group(bossGroup, workerGroup)
					.channel(NioServerSocketChannel.class)
					.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
						@Override
						public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
							ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
							pipeline.addLast(new LineBasedFrameDecoder(80));
							pipeline.addLast(new StringDecoder(CharsetUtil.UTF_8));
							pipeline.addLast(new StringEncoder(CharsetUtil.UTF_8));
							pipeline.addLast(new TcpServerHandler());
						}
					});
			ChannelFuture f = b.bind(8080).sync();
			f.channel().closeFuture().sync();
		} finally {
			workerGroup.shutdownGracefully();
			bossGroup.shutdownGracefully();
		}
	}
}

class TcpServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {

	// ChannelGroup用于保存全部连接的client。注意要用static来保证仅仅有一个ChannelGroup实例。否则每new一个TcpServerHandler都会创建一个ChannelGroup
	private static ChannelGroup channels = new DefaultChannelGroup(GlobalEventExecutor.INSTANCE);

	@Override
	public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) {
		channels.add(ctx.channel()); // 将新的连接增加到ChannelGroup。当连接断开ChannelGroup会自己主动移除相应的Channel
	}

	@Override
	public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) {
		channels.writeAndFlush(msg + "\r\n"); // 接收到消息后。将消息发送到ChannelGroup中的全部client
	}

	@Override
	public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) {
		// cause.printStackTrace();  临时把异常打印凝视掉，由于PublishClient公布一条消息后会马上断开连接。而server也会向PublishClient发送消息，所以会抛出异常
		ctx.close();
	}
}

Twisted：

在Twisted中，全局的数据通常会放在Factory，而每一个连接相关的数据会放在Protocol中。所以这里能够在Factory中增加一个属性，来存放Protocol集合，表示全部连接server的client。当有新的client连接到server时。将相应的Protocol实例放入集合。当连接断开，将相应的Protocol从集合中移除。当server接收到公布者公布的消息后，遍历全部client并发送消息。

# -*- coding:utf-8 –*-

from twisted.protocols.basic import LineOnlyReceiver
from twisted.internet.protocol import Factory
from twisted.internet import reactor

class TcpServerHandle(LineOnlyReceiver): 

    def __init__(self, factory):
        self.factory = factory

    def connectionMade(self):
        self.factory.clients.add(self) # 新连接增加连接相应的Protocol实例到clients

    def connectionLost(self, reason):
        self.factory.clients.remove(self) # 连接断开移除连接相应的Protocol实例

    def lineReceived(self, line):
        # 遍历全部的连接。发送数据
        for c in self.factory.clients:
            c.sendLine(line)

class TcpServerFactory(Factory):
    def __init__(self):
        self.clients = set() # set集合用于保存全部连接到server的client

    def buildProtocol(self, addr):
        return TcpServerHandle(self)

reactor.listenTCP(8080, TcpServerFactory())
reactor.run()

以下各自是两个client程序，一个是用于公布消息的client。一个是订阅消息的client。

公布消息的client非常easy，就是向serverwrite一条消息就可以：

public class PublishClient {

	public static void main(String[] args) throws IOException {

		Socket socket = null;
		OutputStream out = null;

		try {

			socket = new Socket("localhost", 8080);
			out = socket.getOutputStream();
			out.write("Hello\r\n".getBytes()); // 公布信息到server
			out.flush();

		} finally {
			// 关闭连接
			out.close();
			socket.close();
		}
	}
}

订阅消息的client连接到server后，会堵塞等待接收server发送的公布消息：

public class SubscribeClient {

	public static void main(String[] args) throws IOException {

		Socket socket = null;
		BufferedReader in = null;

		try {

			socket = new Socket("localhost", 8080);
			in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));

			while (true) {
				String line = in.readLine(); // 堵塞等待server公布的消息
				System.out.println(line);
			}

		} finally {
			// 关闭连接
			in.close();
			socket.close();
		}
	}
}

分别针对MINA、Netty、Twistedserver进行測试：

1、測试时首先开启server；
2、然后再执行订阅消息的clientSubscribeClient，SubscribeClient能够开启多个；
3、最后执行公布消息的clientPublishClient。能够多次执行查看全部SubscribeClient的输出结果。

执行结果能够发现，当执行公布消息的clientPublishClient公布一条消息到server时。server会主动将这条消息转发给全部的TCP连接，全部的订阅消息的clientSubscribeClient都会接收到这条消息并打印出来。

作者：叉叉哥   转载请注明出处：http://blog.csdn.net/xiao__gui/article/details/39396789

MINA、Netty、Twisted一起学系列

MINA、Netty、Twisted一起学（一）：实现简单的TCPserver

MINA、Netty、Twisted一起学（二）：TCP消息边界问题及按行切割消息

MINA、Netty、Twisted一起学（三）：TCP消息固定大小的前缀(Header)

MINA、Netty、Twisted一起学（四）：定制自己的协议

MINA、Netty、Twisted一起学（五）：整合protobuf

MINA、Netty、Twisted一起学（六）：session

MINA、Netty、Twisted一起学（七）：公布/订阅（Publish/Subscribe）

MINA、Netty、Twisted一起学（八）：HTTPserver

MINA、Netty、Twisted一起学（九）：异步IO和回调函数

MINA、Netty、Twisted一起学（十）：线程模型

MINA、Netty、Twisted一起学（十一）：SSL/TLS

MINA、Netty、Twisted一起学（十二）：HTTPS

源代码

https://github.com/wucao/mina-netty-twisted