Netty架构 - NioServerSocketChannel

时间 2021-01-11 标签 Netty

前言

在解析Netty中的Channel如何应用之前，首先看下如下的代码：

这段代码，一些使用过netty的朋友们，都蛮了解的。
接下来从server.channel(NioServerSocketChannel.class)这行代码开始本篇文章的解析旅程。

服务端Channel的实例化

概述：
设置非阻塞模式，建立NioServerSocketChannel与ServerSocket的关联关系，然后通过ReflectiveChannelFactory完成NioServerSocketChannel的实例化。

首先看下外层的channelFactory(…)方法做了什么事。

很显然是设置ChannelFactory属性为一个ReflectiveChannelFactory实例。

然后看下ReflectiveChannelFactory实例如何构造的。

由前文可知，方法的参数，我们传递的是NioServerSocketChannel.class。这里利用反射调用它的无参构造器进行实例化。

先看下newSocket(…)方法的处理逻辑。

这里的SelectorProvider，通过在ide工具中debug，我们可以知道实际上是KQueueSelectorProvider。（由SelectorProvider.provider()方法生成）

可以看出得到的是ServerSocketChannelImpl这个实例，并且将KQueueSelectorProvider作为参数传入。

回到它的构造器方法。

javaChannel()：实际上是我们前面看到的ServerSocketChannelImpl。
socket()：构造一个ServerSocket实例。

由此，NioServerSocketChannelConfig将NioServerSocketChannel、ServerSocket与之关联。如同它的名字一样，存储相关的配置。

接着看调用其父类的构造器做了什么事。

由ch.configureBlocking(false)这行代码，可以看出设置非阻塞模式。

接着往下看。

对parent、id、unsafe、pipeline属性进行赋值。

在AbstractBootstrap#initAndRegister()方法有这样一行代码。

由此，由ReflectiveChannelFactory完成NioServerSocketChannel的实例化。

服务端Channel的初始化

这部分从前言例子的server.bind(port)这行代码开始分析。

概述：
将ServerBoostrap#option(…)、attr(…)等方法设置的属性传递给NioServerSocketChannel。然后在DefaultChannelPipeline中添加ServerBootstrap#handler(…)方法定义的ChannelHandler以及ServerBootstrapAcceptor。

bind(…)方法会走到doBind(…)方法，如下：

重点关注下initAndRegister()方法。(剩余的方法内容会在注册中接着分析)

channelFactory：ReflectiveChannelFactory类型。

在ServerBootstrap#option(…)方法设置的参数传递给NioServerSocketChannelConfig，也就是NioServerSocketChannel的属性。
在ServerBootstrap#attr(AttributeKey, Object)方法设置的key、value传递给NioServerSocketChannel。

接着看init(…)方法。

在ServerBootstrap#childGroup(…)、childHandler(…)、childOption(…)以及childAttr(…)方法设置的参数传递给ServerBootstrapAcceptor。

在DefaultChannelPipeline中，添加了一个ChannelInitializer。其在initChannel(…)方法，定义了在DefaultChannelPipeline中添加ServerBootstrap#handler(…)方法定义的ChannelHandler、以及ServerBootstrapAcceptor实例。

ChannelInitializer，一个特定的ChannelInboundHandler，提供了便捷的方法（也就是initChannel(…)方法）用于初始化一个Channel。
ServerBootstrapAcceptor，同样是一个ChannelInboundHandler。其封装了如下属性：

服务端Channel的注册

概述：
核心是调用nio原生的ServerSocketChannelImpl#register(Selector sel, int ops, Object att)方法，将Netty的NioServerSocketChannel作为attr参数进行传入，从而与nio原生的ServerSocketChannelImpl建立关联性，最后完成Channel在Selector上的注册。

接着AbstractBootstrap#initAndRegister()方法，展开分析，有如下一行代码：

group()：ServerBootstrap#group(…)方法指定的NioEventLoopGroup。

首先看下next()方法，如下：

这里是调用父类的next()方法，然后进行类型转换。EventLoop是一个ScheduledExecutorService。

chooser：PowerOfTwoEventExecutorChooser类型。

executors：实际上是NioEventLoop数组。

现在，回过头看下register(…)的处理逻辑。

channel：NioServerSocketChannel。
this：指代NioEventLoop。

从register(…)方法中，挑选了如下代码，也就是注册Channel的核心代码。

接着跟进代码（有省略）。

javaChannel()：nio原生的ServerSocketChannelImpl。
unwrappedSelector：KQueueSelectorImpl。
this：指代NioServerSocketChannel。

可以看出实质上是nio原生方法 - register(Selector sel, int ops, Object att)。将ServerSocketChannelImpl注册到Selector上，同时将Netty的NioServerSocketChannel与之关联。

深入nio的AbstractSelectableChannel#register(…)方法，一看究竟。

不难看出找到Selector关联的SelectionKey，然后通过SelectionKey#attach(…)方法将NioServerSocketChannel传入，从而建立关联性。