Netty 源码（二）NioEventLoop 之 Channel 注册

Netty 源码（二）NioEventLoop 之 Channel 注册

Netty 系列目录(http://www.javashuo.com/article/p-hskusway-em.html)

1、Channel 注册到 NioEventLoop

chnnel 初始化完成后就须要将其注册到对应的 NioEventLoop 上。

(1) NioEventLoopGroup 注册

// NioEventLoopGroup -> MultithreadEventLoopGroup
public ChannelFuture register(Channel channel) {
    return next().register(channel);
}

group() 返回的是上文配置的 childGroup 对象，即 NioEventLoopGroup，每一个 NioEventLoopGroup 持有多个 NioEventLoop，next 依次返回一个 NioEventLoop。

(2) NioEventLoop 注册

// NioEventLoop -> SingleThreadEventLoop
public ChannelFuture register(Channel channel) {
    return register(new DefaultChannelPromise(channel, this));
}
public ChannelFuture register(final ChannelPromise promise) {
    ObjectUtil.checkNotNull(promise, "promise");
    promise.channel().unsafe().register(this, promise);
    return promise;
}

能够看到最终调用对应 channel 的 unsafe 进行注册，下面看一下 unsafe 是如何注册的。

(3) Unsafe 注册

NioServerSocketChannel 的 unsafe = new NioMessageUnsafe()，而 NioMessageUnsafe 继承自 AbstractUnsafe。

// NioServerSocketChannel -> AbstractChannel.AbstractUnsafe
public final void register(EventLoop eventLoop, final ChannelPromise promise) {
    // 省略...
    AbstractChannel.this.eventLoop = eventLoop;
    // 同一个 channel 的注册、读、写等都在 eventLoop 完成，避免多线程的锁竞争
    if (eventLoop.inEventLoop()) {
        // 将 channel 注册到 eventLoop 上
        register0(promise);
    } else {
        try {
            eventLoop.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    register0(promise);
                }
            });
        } catch (Throwable t) {
            // 省略...
        }
    }
}
private void register0(ChannelPromise promise) {
    // 1. 确保 channel 的状态是 open，最终调用  ch.isOpen()
    if (!promise.setUncancellable() || !ensureOpen(promise)) {
        return;
    }
    boolean firstRegistration = neverRegistered;
    // 2. channel 注册到 eventLoop 上
    doRegister();
    neverRegistered = false;
    registered = true;

    // 3. 此时 channel 已经注册到 eventLoop 上，此时须要将注册的 handler 绑定到 channel 上。eg: ChannelInitializer
    pipeline.invokeHandlerAddedIfNeeded();

    safeSetSuccess(promise);
    pipeline.fireChannelRegistered();
    // 4. channel 状态为 active 就须要触发 ChannelActive 事件或准备读
    if (isActive()) {
        if (firstRegistration) {
            pipeline.fireChannelActive();
        } else if (config().isAutoRead()) {
            beginRead();
        }
    }
}

register 中最重要的方法是调用 doRegister 进行注册，该方法调用了 JDK 底层的代码进行注册。

(4) doRegister

// AbstractNioChannel
protected void doRegister() throws Exception {
    boolean selected = false;
    for (;;) {
        try {
            // 1. 调用 JDK NIO 将 channel 注册到 eventLoop 的 selector 上
            selectionKey = javaChannel().register(eventLoop().unwrappedSelector(), 0, this);
            return;
        } catch (CancelledKeyException e) {
            if (!selected) {
                // 2. 调用 selectNow 将注册的 channel 移除，否则有可能被缓存没有删除
                //    移除后继续注册
                eventLoop().selectNow();
                selected = true;
            } else {
                // 3. JDK 提供的文档此时不会出现该异常，实际... JDK bug
                throw e;
            }
        }
    }
}

2、注册感兴趣的事件

AbstractNioChannel#javaChannel().register(eventLoop().unwrappedSelector(), 0, this);

register 方法注册 Java 原生 NIO 的 Channel 对象到 Selector 对象。可是为何感兴趣事件的是 0 呢？正常状况下，对于服务端来讲，须要注册 SelectionKey.OP_ACCEPT 事件。

(1) 注册方式是多态的，它便可以被 NIOServerSocketChannel 用来监听客户端的链接接入，也能够注册 SocketChannel 用来监听冉莹颖读或者写操做。

(2) 经过 SelectionKey#interestOps(int ops) 方法能够方便地修改监听操做位。因此，此处注册须要获取 SelectionKey 并给 AbstractNIOChannel 的成员变量 selectionKey 赋值。

• SelectionKey.OP_READ(1)
• SelectionKey.OP_WRITE(4)
• SelectionKey.OP_CONNECT(8)
• SelectionKey.OP_ACCEPT(16)

// AbstractChannel.AbstractUnsafe
public final void beginRead() {
    assertEventLoop();
    if (!isActive()) {
        return;
    }

    try {
        doBeginRead();
    } catch (final Exception e) {
        invokeLater(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                pipeline.fireExceptionCaught(e);
            }
        });
        close(voidPromise());
    }
}

// AbstractNioChannel
protected void doBeginRead() throws Exception {
    // Channel.read() or ChannelHandlerContext.read() was called
    final SelectionKey selectionKey = this.selectionKey;
    if (!selectionKey.isValid()) {
        return;
    }

    readPending = true;

    // 从新注册感兴趣的事件类型，readInterestOp 是 channel 初始化的时候传进来的
    final int interestOps = selectionKey.interestOps();
    if ((interestOps & readInterestOp) == 0) {
        selectionKey.interestOps(interestOps | readInterestOp);
    }
}

到此 NioServerSocketChannel 就从新注册上了 OP_ACCEPT 事件

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