Netty源码分析第1章(Netty启动流程)---->第4节: 注册多路复用

Netty源码分析第一章:Netty启动流程

第四节:注册多路复用

回顾下以上的小节, 我们知道了channel的的创建和初始化过程, 那么channel是如何注册到selector中的呢?我们继续分析

回到上一小节的代码:

final ChannelFuture initAndRegister() {

    Channel channel = null;

    try {

        //创建channel

        channel = channelFactory.newChannel();

        //初始化channel

        init(channel);

    } catch (Throwable t) {

        //忽略非关键代码

    }

    //注册channel

    ChannelFuture regFuture = config().group().register(channel);

    //忽略非关键代码

    return regFuture;

}

我们讲完创建channel和初始化channel的关键步骤, 我们继续跟注册channel的步骤:

ChannelFuture regFuture = config().group().register(channel);

其中, 重点关注下register(channel)这个方法, 这个方法最终会调用到AbstractChannel中内部类AbstractUnsafe的register()方法, 具体如何调用到这个方法, 可以简单带大家捋一下

首先看下config()方法, 由于是ServerBootstrap调用的, 所以我们跟进去:

public final ServerBootstrapConfig config() {

    return config;

}

返回的config是ServerBootrap的成员变量config:

private final ServerBootstrapConfig config = new ServerBootstrapConfig(this);

跟到ServerBootstrapConfig的构造方法:

ServerBootstrapConfig(ServerBootstrap bootstrap) {

    super(bootstrap);

}

继续跟到其父类AbstractBootstrapConfig的构造方法:

protected AbstractBootstrapConfig(B bootstrap) {

    this.bootstrap = ObjectUtil.checkNotNull(bootstrap, "bootstrap");

}

我们发现我们创建的ServerBootstrap作为参数初始化了其成员变量bootstrap

回到initAndRegister()方法:

config()返回的是ServerBootstrapConfig对象

再继续跟到其group()方法:

public final EventLoopGroup group() {

    return bootstrap.group();

}

这里调用Bootstrap的group()方法:

public final EventLoopGroup group() {

    return group;

}

这里返回了AbstractBootstrap的成员变量group, 我们回顾下第一小节, 还记得AbstractBootstrap的group(EventLoopGroup group)方法吗?

public B group(EventLoopGroup group) {

    this.group = group;

    return (B) this;

}

group(EventLoopGroup group)方法初始化了我们boss线程, 而group()返回了boss线程, 也就是说 config().group().register(channel) 中的register()方法是boss线程对象调用的, 由于我们当初初始化的是NioEventLoopGroup, 因此走的是NioEventLoopGroup的父类的MultithreadEventLoopGroup的register()方法

跟到MultithreadEventLoopGroup的register()方法:

public ChannelFuture register(Channel channel) {

    return next().register(channel);

}

这里的代码看起来有点晕, 没关系, 以后会讲到, 现在可以大概做个了解, NioEventLoopGroup是个线程组, 而next()方法就是从线程组中选出一个线程, 也就是NioEventLoop线程, 所以这里的next()方法返回的是NioEventLoop对象, 其中register(channel)最终会调用NioEventLoop的父类SingleThreadEventLoop的register(channel)方法

跟到SingleThreadEventLoop的register(channel)方法:

public ChannelFuture register(Channel channel) {

    return register(new DefaultChannelPromise(channel, this));

}

其中DefaultChannelPromise类我们之后也会讲到

我们先跟到register(new DefaultChannelPromise(channel, this)):

public ChannelFuture register(final ChannelPromise promise) {

    ObjectUtil.checkNotNull(promise, "promise");

    promise.channel().unsafe().register(this, promise);

    return promise;

}

channel()会返回我们初始化的NioServerSocketChannel, unsafe()会返回我们创建channel的时候初始化的unsafe对象

跟进去看AbstractChannel的unsafe()的实现：

public Unsafe unsafe() {

    return unsafe;

}

这里返回的unsafe, 就是我们初始化channel创建的unsafe

回顾下第二小节channel初始化的步骤:

protected AbstractChannel(Channel parent) {

    this.parent = parent;

    id = newId();

    unsafe = newUnsafe();

    pipeline = newChannelPipeline();

}

我们看unsafe的初始化:unsafe=newUnsafe()

跟到newUnsafe()中, 我们之前讲过NioServerSokectChannel的父类是AbstractNioMessageChannel, 所以会调用到到AbstractNioMessageChannel类中的newUnsafe()

跟到AbstractNioMessageChannel类中的newUnsafe():

protected AbstractNioUnsafe newUnsafe() {

    return new NioMessageUnsafe();

}

我们看到这里创建了NioMessageUnsafe()对象, 所以在 promise.channel().unsafe().register(this, promise) 代码中, unsafe()是返回的NioMessageUnsafe()对象, 最后调用其父类AbstractUnsafe(也就是AbstractChannel的内部类)的register()方法,

简单介绍下unsafe接口, unsafe顾名思义就是不安全的, 因为很多对channel的io方法都定义在unsafe中, 所以netty将其作为内部类进行封装, 防止被外部直接调用, unsafe接口是Channel接口的内部接口, unsafe的子类也分别封装在Channel的子类中, 比如我们现在剖析的register()方法, 就是封装在AbstractChannel类的内部类AbstractUnsafe中的方法, 有关Unsafe和Channel的继承关系如下:

1-4-1

以上内容如果不明白没有关系, 有关NioEventLoop相关会在后面的章节讲到, 目前我们只是了解是如何走到AbstractUnsafe类的register()即可

我们继续看看register()方法:

public final void register(EventLoop eventLoop, final ChannelPromise promise) {

    //代码省略

    //所有的复制操作, 都交给eventLoop处理(1)

    AbstractChannel.this.eventLoop = eventLoop;

    if (eventLoop.inEventLoop()) {

        register0(promise);

    } else {

        try {

            eventLoop.execute(new Runnable() {

                @Override

                public void run() {

                    //做实际主注册(2)

                    register0(promise);

                }

            });

        } catch (Throwable t) {

            //代码省略

        }

    }

}

我们跟着注释的步骤继续走, 第一步, 绑定eventLoop线程:

AbstractChannel.this.eventLoop = eventLoop;

eventLoop是AbstractChannel的成员变量, 有关eventLoop, 我们会在绪章节讲到, 这里我们只需要知道, 每个channel绑定唯一的eventLoop线程, eventLoop线程和channel的绑定关系就是在这里展现的

再看第二步, 做实际注册:

我们先看if判断, if(eventLoop.inEventLoop())

这里是判断是不是eventLoop线程, 显然我们现在是main()方法所在的线程, 所以走的else, eventLoop.execute()是开启一个eventLoop线程, 而register0(promise)就是再开启线程之后, 通过eventLoop线程执行的, 这里大家暂时作为了解

我们重点关注register0(promise), 跟进去:

private void register0(ChannelPromise promise) {

    try {

        //做实际的注册(1)

        doRegister();

        neverRegistered = false;

        registered = true;

        //触发事件(2)

        pipeline.invokeHandlerAddedIfNeeded();

        safeSetSuccess(promise);

        //触发注册成功事件(3)

        pipeline.fireChannelRegistered();

        if (isActive()) {

            if (firstRegistration) {

                //传播active事件(4)

                pipeline.fireChannelActive();

            } else if (config().isAutoRead()) {

                beginRead();

            }

        }

    } catch (Throwable t) {

        //省略代码

    }

}

我们重点关注doRegister()这个方法

doRegister()最终会调用AbstractNioChannel的doRegister()方法:

protected void doRegister() throws Exception {

    boolean selected = false;

    for (;;) {

        try {

            //jdk底层的注册方法

            //第一个参数为selector, 第二个参数表示不关心任何事件

            selectionKey = javaChannel().register(eventLoop().selector, 0, this);

            return;

        } catch (CancelledKeyException e) {

            //省略代码

        }

    }

}

我们终于看到和java底层相关的方法了

跟到javaChannel()的方法中:

protected SelectableChannel javaChannel() {

    return ch;

}

这个ch, 就是本章第二小节创建NioServerSocketChannel中初始化的jdk底层ServerSocketChannel

这里register(eventLoop().selector, 0, this)方法中eventLoop().selector, 是获得每一个eventLoop绑定的唯一的selector, 0代表这次只是注册, 并不监听任何事件, this是代表将自身(NioEventLoopChannel)作为属性绑定在返回的selectionKey当中, 这个selectionKey就是与每个channel绑定的jdk底层的SelectionKey对象, 熟悉nio的小伙伴应该不会陌生, 这里不再赘述

回到register0(ChannelPromise promise)方法, 我们看后续步骤:

步骤(2)是触发handler的需要添加事件, 事件传递的内容我们将在后续课程详细介绍, 这里不必深究

步骤(3)是触发注册成功事件(3), 同上

步骤(4)是传播active事件(4), 这里简单强调一下, 这里的方法pipeline.fireChannelActive()第一个注册是执行不到的, 因为isActive()会返回false, 因为链路没完成

本小节梳理了有注册多路复用的相关逻辑, 同学们可以跟着代码自己走一遍以加深印象

上一节: 服务端Channel的初始化

下一节: 绑定端口

巴特西

Netty源码分析第1章(Netty启动流程)---->第4节: 注册多路复用

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