现在我们已经基本了解了netty底层使用的组件,就明白了netty为什么是事件驱动模型:(netty极简教程(四):netty极简教程(五):Netty的Reactor模型演进及JDK nio聊天室实现,
接下来追踪下netty的启动源码,验证reactor模型在netty的实现
示例
我们以第一节打印客户端信息的代码为例:
NioEventLoopGroup bossLoopGroup = new NioEventLoopGroup(1); // 1
NioEventLoopGroup workLoopGroup = new NioEventLoopGroup(); // 2
try {
ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();
serverBootstrap.group(bossLoopGroup, workLoopGroup)
.channel(NioServerSocketChannel.class) // 3
.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
@Override
protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
ch.pipeline().addLast(new ChannelInboundHandlerAdapter() { // 9
@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
if (msg instanceof ByteBuf) {
System.out.println("client: " + ((ByteBuf) msg).toString(StandardCharsets.UTF_8));
}
}
});
}
})
.option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 128) // 4
.childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true); // 5
ChannelFuture channelFuture = serverBootstrap.bind(port).addListener(f -> { // 6
System.out.println("started.");
}).sync();
channelFuture.channel().closeFuture().addListener(future ->
System.out.println("DiscardServerApp.operationComplete")).sync(); // 7
} finally {
bossLoopGroup.shutdownGracefully(); // 8
workLoopGroup.shutdownGracefully();
}
启动解析
上面这段代码将客户端发送信息打印出来,并没有回应任何消息,所以叫DiscardServer
,因为我们使用http客户端发送,所以出现了超时现象,我们对比上一节将Netty 中使用的原生组件一一找出;首先是我们一眼就能看到的:
- 在原生
Selector
中,我们new了一个主线程(主Reactor线程
) 用来一直循环Selector的select操作并且注册ServerSocketChannel
,在netty 中,我们称这个线程为boss
线程,对应这里的bossLoopGroup
线程组,因为我们只需要一个ServerSocketChannel,所以我们直接将该线程组数量设置为1 - 在原生Selector中,为了防止阻塞主线程,我们又使用了一个有
8
个线程的数组(子Reactor线程___
)(为什么是8?
),并且生成了同样个数的的Selector ,这个线程组对应我们这里的workLoopGroup
线程组,在netty中,它默认的线程个数是cpu核数*2
;
说到这里,虽然我们还没有介绍NioEventLoopGroup
,估计大家已经知道了它就是一个线程池:
3. 在netty中,不再直接使用ServerSocketChannel
,而是netty封装的NioServerSocketChannel
(之后介绍),它会在boss线程中生成
4. 在原生nio中,绑定端口之前可以给ServerSocketChannel配置一些参数,这些参数在java.net.StandardSocketOptions
中可以找到,在netty 中使用ChannelOption
进行配置
5. 同4,它是netty给连接的客户端socket配置参数使用
6. 类比原生的bind方法,netty使用异步回调操作。
7. 同样给关闭服务设置回调,并且使用 sync同步方法阻塞main线程。
8. 必须关闭两个线程池
上面8点我们直接可以在main线程中观察到,可是关键的ServerSocketChannel
初始化,注册Selector绑定到本地端口,accept接收客户端这些代码还没有找出来;我们继续;从serverBootstrap .bind(port)
开始追踪:看它们是如何在线程池中被初始化的;首先需要说明的是,我们已经知道,在原生jdk中一个连接的抽象代表是java.nio.channels.Channel
,而在netty中,它被封装成了io.netty.channel.Channel
,后面的介绍全部默认为netty的Channel。
从bind追踪,我们可以看到两个较为关键的步骤:initAndRegister
:
final ChannelFuture initAndRegister() {
Channel channel = null;
channel = channelFactory.newChannel(); // 1
init(channel); // 2
ChannelFuture regFuture = config().group().register(channel); // 3
-
使用channelFactory生成了
NioServerSocketChannel
,容易知道这个channelFactory是根据我们配置的NioServerSocketChannel 使用反射调用默认构造方法生成;
ok,到这里我们找到了原生jdk的ServerSocketChannel
的生成,并且可通过javaChannel()
方法获取; -
生成channel之后开始初始化(设置ServerSocketChannel的参数等),这里值得注意的是,每一个channel中有一个
ChannelPipeline
对象(后面介绍该对象,每一个channel对应一个pipeline,默认构造其中生成的),接着往该pipeline中添加了一个handler(在pipeline中有一个头和尾已经确定的handler 的链表,加在链尾的前一个),这个handler是ServerBootstrapAcceptor
,所以当有新连接进入时,继续将新SocketChannel注册到Selector上。 -
最后会在boss线程中添加一个任务:
这样,就将ServerSocketChannel也主动注册到了Selector(注意上面的步骤是将客户端连接注册到Selector,Selector怎么得来的后面细讲)
doBind0:
最终调用io.netty.channel.AbstractChannel.AbstractUnsafe
的bind方法,最后在unsafe中调用ServerSocket的doBind方法:
这样,服务端的ServerSocketChannel就绑定监听端口成功了;
到现在,我们已经知道了原生jdk中的reactor主线程以及io子线程在netty中的对应之处,以及ServerSocketChannel是怎么被生成并且注册到Selector
上并且时如何绑定到端口上的;接下来还有一个关键地方我们没有找出来,就是selector的循环select是在哪里被调用了,毕竟我们再上一章就知道了操作channel全靠selector;
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