tomcatserver解析（五）-- Poller

在前面的分析中介绍过，Acceptor的做用是控制与tomcat创建链接的数量，但Acceptor仅仅负责创建链接。socket内容的读写是经过Poller来实现的。

 

Poller使用java nio来实现链接的管理。

关于nio。主要需要明白三个概念:Channel、Selector和SelectionKey.

在这里的使用上。它们之间的关系可以简单这样理解，Channel必须注冊到Selector上才干用于接收socket数据。在Selector上有数据到达的Channel可以用SelectionKey来表示

[注冊]

Poller使用nio来进行socket数据的读写，一个经过Poller的register方法，注冊到Poller上。

对Poller的注冊。先进入Poller内部维护的一个事件队列上。

Poller线程在运行过程当中会去检查队列，将channel注冊到selector上。为了保证在多线程同一时候訪问时数据的一致性，这个队              

     列是一个SynchronizedQueue，使用synchronized来保证对队列中数据的一致性。

注冊的时候。每个channel会有KeyAttachment对象，用来进行channel上的多线程并发运行时的控制。

ServerSocketChannel创建链接是在Acceptor上。

[队列]

队列定义例如如下  private  final  SynchronizedQueue<PollerEvent> events =  new  SynchronizedQueue<>();

队列中的每个元素是PollerEvent对象，它携带完毕的处理channel相关的信息。

每个事件在处理过程当中。会依据事件的状态。来实现Channel到Selector上的注冊。队列处理完毕后，每个注冊到Poller上的channel就完毕了到Selector上的注冊。

[socket数据读取]

Poller线程的run方法的主题部分使用while(true)的无限循环来运行。当所属的Endpoint正常运行的时候，在每次运行过程当中，处理其事件队列，调用selector来读取数据，而后处理读取到的数据。

在run方法中。会调用 events方法来处理事件队列

调用selector.selectNow或selector.select(xxx)来获取有数据到达的channel

[Poller缓存]

在Poller中使用的缓存是来其所属的Endpoint的缓存。keyCache和eventCache

eventCache是PollerEvent事件的缓存，在Poller上注冊的时候，从eventCache中取出PollerEvent对象。重置这个对象。而后再放入Poller的事件队列中。Poller在处理队列的过程当中。每从队列中取出一个要处理的PollerEvent事件，处理完以后，把这个PollerEvent对象放回缓存中。   ---- 避免频繁地建立PollerEvent对象和GC回收。

keyCache是相应的socket信息的缓存，在Poller上注冊的时候。从keyCache中取出KeyAttachment对象。重置这个对象，做用附件用于channel到selector上的注冊。在Processor处理完数据以后。将这个KeyAttachment对象放回keyCache中。  ----- 避免频繁地建立KeyAttachment对象和GC回收。

[多线程并发控制]

events队列。为SychronizedQueue<PollerEvent>，SychronizedQueue提供的offer、poll、size和clear方法都使用了sychronizedkeyword进行修饰，用来保证同一时刻仅仅有一个线程能对队列进行读写。

系统中是同一时候有多个Poller线程在执行的。每个Polle线程有各自的events队列。但每个Poller线程可能同一时候被多个Acceptor线程调用进行注冊。

[属性说明]

Poller的属性例如如下

        private  Selector selector;

         private   final  SynchronizedQueue<PollerEvent> events =

                 new  SynchronizedQueue<>();

         private   volatile  boolean  close =  false ;

         private   long  nextExpiration = 0;  //optimize expiration handling

         private  AtomicLong wakeupCounter =  new  AtomicLong(0);

         private   volatile  int  keyCount = 0;

selector，java nio必备组成部分

events 当前Poller的事件队列，主要是channel注冊事件

close 当前Poller是否可用的状态开关

nextExpiration 当前链接到此Poller上的socket超时的时限点。

Poller线程在其run方法的每遍运行过程当中。会调用timeout方法来检查当前链接的socket，是否达到了超时的时限，假设达到了超时的时限。则告诉client链接超时。

每次运行完timeout方法后。会又一次设置nextExpiration的值

wakeupCounter的做用：一、告诉Poller当前有多少个新链接，这样当Poller进行selector的操做时，可以选择是否需要堵塞来等待读写请求到达。

二、标识Poller在进行select选择时。是否有链接到达。

假设有，就让当前的堵塞调用立刻返回

这个地方比較隐晦，结合代码来进行解释

     channel注冊到Poller时运行的部分代码

       private   void  addEvent(PollerEvent event) {

            events.offer(event);

             if  ( wakeupCounter.incrementAndGet() == 0 ) selector.wakeup();

        }

     Poller的run方法部分代码

                if  (wakeupCounter.getAndSet(-1) > 0) {

               //if we are here, means we have other stuff to do

                     //do a non blocking select

                    keyCount = selector.selectNow();

                }  else  {

                    keyCount = selector.select(selectorTimeout);

                }

                wakeupCounter.set(0);

考虑如下的两个场景：

做用一。帮助Poller选择select方法

在run运行时，当前已经有了5个channel注冊到Poller上。因此 wakeupCounter.getAndSet(-1) > 0 条件知足，Poller调用selector的非堵塞模式的select方法被调用

做用二，让当前堵塞的select方法立刻返回

在run运行时，假设当前没有channel注冊到Poller上， wakeupCounter.getAndSet(-1) > 0  条件不知足。但wakeupCounter的值已经被设为-1了。Poller调用堵塞的select方法。在这期间，假设有新的channel注冊进来，则   wakeupCounter.incrementAndGet() == 0条件知足。select.wakeup方法被调用。让 selector.select(selectorTimeout)方法立刻返回。

keyCount 注冊到Poller的channel中，I/O状态已经OK的的个数