Moduł network
Nieaktywnie oczekuje na nadchodzące połączenia oraz nasłuchuje równocześnie na wszystkich połączeniach. Zajmuje się niezawodnym wysyłaniem wiadomości i pośredniczeniem w komunikacji.
Rysunek 1: Diagram UML modułu network
Pakiet network.connection
Odpowiada za akceptowanie nowych połączeń i przechwytywanie nadchodzącego ruchu. Gdy połączenie statyczne się zerwie, próbuje je odnowić.
Connection
Klasa abstrakcyjna odpowiadająca połączeniu TCP. Umożliwia rejestrację kanału w selektorze na dane wydarzenia oraz wysyłanie wiadomości odpowiednim połączeniem.
DynamicConnection
Reprezentuje połączenie nawiązane przez inny węzeł.
StaticConnection
Reprezentuje połączenie nawiązane przez dany węzeł. Ma możliwość odnowienia połączenia, gdy zostanie urwane.
ConnectionManager
Działa w ramach osobnego wątku.
ServerSocketChannel nasłuchuje na porcie podanym w pliku konfiguracyjnym lub przy starcie programu. Rejestruje się w obiekcie Selector incomingConnectionOrMessage na zbiorze zdarzeń SelectionKey.OP_ACCEPT.
Gdy nowe połączenie oczekuje na danym porcie, jest akceptowane. Zostaje utworzony nowy obiekt DynamicConnection(SocketChannel socket), do którego przekazywany zostaje zwrócony socket. Następnie nowe połączenie rejestruje się na selektorze na wydarzenia SelectionKey.OP_READ. Obiekt zostaje dodany do listy List<DynamicConnection> incomingConnections.
Gdy połączenie przychodzące zostanie urwane, jest usuwane z listy incomingConnections oraz wyrejestrowuje się ze wszystkich selektorów.
Połączenia wychodzące dodawane są metodą addStaticConnection(StaticConnection connection) dodawane są do listy List<StaticConnection> outgoingConnections. Jedynym sposobem na usunięcie połączenia statycznego jest wywołanie metody remoceStaticConnection(StaticConnection connection)
W sytuacji otrzymania wiadomości, jest ona parsowana na obiekt Message, a następnie zostaje przekazana do kolejki MessageQueueEntry razem z obiektem Connection, z którego wiadomość przyszła. Dodatkowo, wątek “Message” jest budzony dzięki IdleInterrupter.interrupt().
Pakiet network.routing
Odpowiada za niezawodne wysyłanie wiadomości na odpowiednie połączenia. Zarządza przychodzącym ruchem broadcast i wychodzącymi wiadomościami broadcast i pośrednich unicast.
Router
Metoda createInterface(int node_id) tworzy interfejs dla odpowiedniego węzła. Od tego momentu możliwe jest niezawodne wysyłanie wiadomości do danego węzła.
Metoda createInterface(int node_id, InetSocketAddress), tworzy obiekt StaticConnection z podanym adresem. Następnie dodaje połączenie do listy połączeń statycznych w ConnectionManager i wiąże node_id z nowym połączeniem w RoutingTable.
Aby przerwać połączenie z nodem, który opuścił sieć, wywoływana jest metoda deleteInterface(int node_id). Usuwa ona wpis w RoutingTable oraz wymusza zamknięcie powiązanego połączenia.
Metoda send(Message message) implementuje niezawodne wysłanie wiadomości w odpowiednie miejssce.
Router przekazuje otrzymane wiadomości dzięki metodzie getMessages(). Wyciąga ona wiadomość z kolejki MessageQueueExit. Jeśli id nadawcy znajduje się w RoutingTable, aktualizuje połączenie z nim powiązane.
PublicRouter
Każda wychodząca wiadomość broadcast jest zamieniana na wiadomości unicast wysyłane metodą send(Message message).
Jeśli któraś z otrzymanych wiadomości jest typu broadcast, metoda getMessage() zamienia ją na wiele wiadomości unicast i rozsyła do wszystkich węzłów prywatnych (posiada odpowiednią listę uzupełnianą podczas wywoływania metody createInterface()). Dodatkowo, zwraca przekształconą wiadomość unicast.
Jeśli wiadomość jest typu unicast, ale nie jest skierowana do obecnego węzła, jest przesyłana dalej odpowiednim połączeniem. Nie jest zwracana, zamiast tego Router pobiera kolejną wiadomość z MessageQueueExit i standardowo ją przetwarza.
PrivateRouter
Metoda send(Message message) implementuje niezawodne wysłanie wiadomości w odpowiednie miejssce. Jeśli podana wiadomość jest typu unicast do noda, którego id znajduje się w RoutingTable (czyli powinno istnieć bezpośrednie połączenie między nodami), wiadomość jest wysyłana za pomocą metody RoutingTable.send(Message message). Jeżeli wiadomość jest typu broadcast, lub inny node ma pośredniczyć w jej wysłaniu, wysyłana jest metodą Router.sendNow(Message message) do losowego węzła. W przypadku niepowodzenia, proces jest powtarzany, aż nie skończą się możliwe połączenia. Wtedy wiadomość jest dodawana na odpowiednią kolejkę. Gdy wysłanie wiadomości broadcast się powiedzie, na pozostałe połączenia
wysyłane są unicastowe kopie wiadomości (patrz, Struktura sieci).
RoutingTable
Wiąże id węzła z odpowiadającym mu połączeniem.
Metody addInterface(int node_id), removeInterface(int node_id) oraz bind(int node_id, Connection connection) odpowiednio dodają i usuwają rekord w tablicy routingu oraz wiążą id z połączeniem.
Metoda send(int node_id, Message message) wysyła wiadomość połączeniem powiązanym z node_id. W przypadku niepowodzenia, dodaje wiadomość do kolejki powiązanej z node_id.
Metoda trySend(int node_id, Message message) w przypadku niepowodzenia, nie kolejkuje wiadomości, a tlyko zwraca informację o powodzeniu.
resendAll() prubuje ponownie wysłać wszystkie wiadomości w kolejkach.
Pakiet network.messagequeue
Zawiera kolejkę par (Message, Connection) oraz interfejsy MessageQueueEntry i MessageQueueExit, które pozwalają tylko odpowiednio dodawać wiadomości i je pobierać.
Kolejka używana w MessageQueue musi być bezpieczna pod względem wielowątkowości, dlatego została użyta LinkedBlockingQueue<>.