分散式Netty原始碼分析概覽

2022-03-24 22:00:16

伺服器端demo

看下一個簡單的Netty伺服器端的例子

public static void main(String[] args){
	EventLoopGroup bossGroup=new NioEventLoopGroup(1);
	EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
	try {
		ServerBootstrap serverBootstrap=new ServerBootstrap();
		serverBootstrap.group(bossGroup,workerGroup)
			.channel(NioServerSocketChannel.class)
			.option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 200)
			.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
				@Override
				protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
					ch.pipeline().addLast(new LengthFieldBasedFrameDecoder(80,0,4,0,4));
					ch.pipeline().addLast(new StringDecoder(Charset.forName("UTF-8")));
					ch.pipeline().addLast(new TcpServerHandler());
				}
			});
		ChannelFuture f=serverBootstrap.bind(8080).sync();
		f.channel().closeFuture().sync();
	} catch (InterruptedException e) {
		e.printStackTrace();
	}finally {  
        workerGroup.shutdownGracefully();  
        bossGroup.shutdownGracefully();  
    }  
}

先來簡單說說上述遇到的類：

EventLoopGroup介紹

它主要包含2個方面的功能，註冊Channel和執行一些Runnable任務。

功能1：先來看看註冊Channel

即將Channel註冊到Selector上，由Selector來排程Channel的相關事件，如讀、寫、Accept等事件。

而EventLoopGroup的設計是，它包含多個EventLoop（每一個EventLoop通常內部包含一個執行緒），在執行上述註冊過程中是需要選擇其中的一個EventLoop來執行上述註冊行為，這裡就出現了一個選擇策略的問題，該選擇策略介面是EventExecutorChooser，你也可以自定義一個實現。

從上面可以看到，EventLoopGroup做的工作大部分是一些總體性的工作如初始化上述多個EventLoop、EventExecutorChooser等，具體的註冊Channel還是交給它內部的EventLoop來實現。

功能2：執行一些Runnable任務

EventLoopGroup繼承了EventExecutorGroup，EventExecutorGroup也是EventExecutor的集合，EventExecutorGroup也是掌管著EventExecutor的初始化工作，EventExecutorGroup對於Runnable任務的執行也是選擇內部中的一個EventExecutor來做具體的執行工作。

netty中很多工都是非同步執行的，一旦當前執行緒要對某個EventLoop執行相關操作，如註冊Channel到某個EventLoop，如果當前執行緒和所要操作的EventLoop內部的執行緒不是同一個，則當前執行緒就僅僅向EventLoop提交一個註冊任務，對外返回一個ChannelFuture。

總結：EventLoopGroup含有上述2種功能，它更多的是一個集合，但是具體的功能實現還是選擇內部的一個item元素來執行相關任務。這裡的內部item元素通常即實現了EventLoop，又實現了EventExecutor，如NioEventLoop等

ChannelPipeline介紹

上述EventLoopGroup可以將一個Channel註冊到內部的一個EventLoop的Selector上，然後對於這個Channel的相關讀寫等事件，Netty專門設計了一個ChannelPipeline來進行處理。每一個Channel都有一個ChannelPipeline來處理該Channel的讀寫等事件。

bind過程

上述serverBootstrap的bind過程如下：

建立出你所指定的NioServerSocketChannel，然後初始化一些Socket方面的引數
為上述Channel的ChannelPipeline設定一個ChannelHandler，該ChannelHandler的作用就是在該Channel成功註冊到Selector上的時候，初始化一些邏輯，即initChannel方法中執行一些邏輯，該邏輯就是向ChannelPipeline中新增一個新的ChannelHandler即ServerBootstrapAcceptor
然後開始將該Channel註冊到上述EventLoopGroup bossGroup中，該EventLoopGroup bossGroup會選擇內部的一個EventLoop來執行實際的註冊行為（這個時候就是當前執行緒和操作的EventLoop不是同一個執行緒，即該過程是非同步提交一個Runnable），一旦註冊完成，就執行上述ChannelHandler的initChannel方法

至此，就完成了整個bind過程。一旦EventLoop內部的Selector檢測到NioServerSocketChannel有新的連線到來的事件，則會交給NioServerSocketChannel的ChannelPipeline來處理，重點就是ChannelPipeline中的上述ServerBootstrapAcceptor，ServerBootstrapAcceptor做如下操作：

1 為新的Channel的ChannelPipeline設定我們上述程式碼中的childHandler指定的ChannelHandler
2 將新的Channel註冊到了上述EventLoopGroup workerGroup中

sync介紹

bind方法返回的是一個ChannelFuture，從上面我們也知道該過程是非同步的，sync方法則是一直等待到該非同步過程結束。

再看下f.channel().closeFuture().sync()這個方法

每一個ChannelFuture都是和一個Channel繫結的，所以可以通過ChannelFuture來獲取對應繫結的Channel物件

每一個Channel物件都有一個CloseFuture closeFuture物件，上述closeFuture方法並不是去執行close方法而是獲取到這個CloseFuture closeFuture物件，然後呼叫它的sync方法即等待這個Future的結束。一般正常情況下是不會呼叫這個Future的結束方法的，只是在上述過程或者其他過程出現問題的時候，如註冊到EventLoop失敗等才會去呼叫這個Feture的結束方法，所以正常情況下主執行緒會一直阻塞在CloseFuture closeFuture的sync方法上。