Netty4.1源码阅读——核心（Bootstrap）

飞天御剑流
574 阅读4分钟

前言

Bootstrap是netty程序的起点，当我们使用netty的时候会涉及到两个实现类ServerBootstrap和Bootstrap，它连接了之前所讲到的Channel，EventLoopGroup等，在对这些组件熟悉了之后，对于bootstarp的源码看起来就非常容易了。

正文

AbstractBootstrap

    AbstractBootstrap() {
        
    }

    AbstractBootstrap(AbstractBootstrap<B, C> bootstrap) {
        group = bootstrap.group;
        channelFactory = bootstrap.channelFactory;
        handler = bootstrap.handler;
        localAddress = bootstrap.localAddress;
        synchronized (bootstrap.options) {
            options.putAll(bootstrap.options);
        }
        attrs.putAll(bootstrap.attrs);
    }

AbstractBootstrap构造方法，平时我们是使用直接new的形式，它同时也支持克隆一个bootstrap的属性

public B group(EventLoopGroup group) {
        ObjectUtil.checkNotNull(group, "group");
        if (this.group != null) {
            throw new IllegalStateException("group set already");
        }
        this.group = group;
        return self();
    }

group方法，这里的group是AbstractBootstrap的主线程

public B channel(Class<? extends C> channelClass) {
        return channelFactory(new ReflectiveChannelFactory<C>(
                ObjectUtil.checkNotNull(channelClass, "channelClass")
        ));
    }

@Override
    public T newChannel() {
        try {
            return constructor.newInstance();
        } catch (Throwable t) {
            throw new ChannelException("Unable to create Channel from class " + constructor.getDeclaringClass(), t);
        }
    }

这里传入的是一个class类，比如NioSocketChannel.class，通过ReflectiveChannelFactory去反射一个实例

public ChannelFuture bind(int inetPort) {
        return bind(new InetSocketAddress(inetPort));
    }

bind方法，返回一个ChannelFuture，一般我们的使用方式是bind(port).sync()

image.png

bind方法调用doBind，第一步需要先注册：

image.png

我们传入的Channel就是在这里进行实例化，实例化以后调用init方法进行channel的初始化，init是一个抽象方法，由子类实现。初始化以后调用EventLoopGroup的register，这里register方法实际上是选择一个EventLoop调用register方法，而根据之前的介绍，EventLoop的register实际上是使用的unsafe

第二部调用doBind0方法：

image.png

调用channel的bind方法，上一篇文章讲过，channel将bind委托给pipeline，pipeline会触发channelRegistered事件并且传播，最终还是由unsafe使用java底层的bind方法

Bootstrap

首先看一下init方法，Bootstrap对Init做了什么

void init(Channel channel) {
        ChannelPipeline p = channel.pipeline();
        p.addLast(config.handler());

        setChannelOptions(channel, newOptionsArray(), logger);
        setAttributes(channel, attrs0().entrySet().toArray(EMPTY_ATTRIBUTE_ARRAY));
    }

这里将我们克隆的另外一个bootstap的handler给添加到pipeline中

image.png

Bootstrap作为一个客户端使用，主要是用于和服务端进行连接然后传输消息，传送消息是使用channel的writeAndFlush方法，所以Bootstrap只需关注connect；这里同样调用了initAndRegister方法，在注册成功以后会调用doResolveAndConnect0

doResolveAndConnect0主要是通过resolver来解析远程地址，主要方法调用doConnect

image.png

同bind一样，最终还是交给了unsafe.connect进行处理

Bootstrap主要方法就是connect连接一个服务器地址进行交互，实现起来简单没有复杂的内容。

ServerBootstrap

public ServerBootstrap group(EventLoopGroup parentGroup, EventLoopGroup childGroup) {
        super.group(parentGroup);
        if (this.childGroup != null) {
            throw new IllegalStateException("childGroup set already");
        }
        this.childGroup = ObjectUtil.checkNotNull(childGroup, "childGroup");
        return this;
    }

ServerBootstrap拓展了一个childGroup来作为工作线程

image.png

ServerBootstrap拓展了childGroup，也有一个childHandler与之对应，这里将child属性使用ServerBootstrapAcceptor封装加入了pipeline中

image.png

ServerBootstrapAcceptor是一个Inbound，并且重写了channelRead事件。Server会为每一个到来的连接分配一个Channel，并且将我们定义的handler全部添加进去，然后将它注册到工作线程中，这样当channel调用读取消息并且处理的时候，能够达到我们想要的效果。

这一点可以通过阅读AbstractNioMessageChannel和NioServerSocketChannel来得到验证，这里可以自行去看，放一小段代码

image.png

触发channelRead方法

image.png

调用accept方法，创建了一个NioSocketChannel

根据之前的解析，整个流程就串联起来了

  1. NioEvnetLoop不断选择解析SelectionKey
  2. 调用processSelectedKey，当有accept事件的时候调用unsafe.read()
if ((readyOps & (SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_ACCEPT)) != 0 || readyOps == 0) {
                unsafe.read();
            }
  1. 服务端使用NioMessageUnsafe，read方法核心调用了doReadMessages，正如上面介绍的一样，调用accept方法

ServerBootstrap作为服务端使用，用于接受客户端的连接，当每一个客户端连接进来的时候Server会创建一个NioSocketChannel

思考

通过ServerBootstrap可以知道线程池分为boss和work，而我们自定义逻辑处理是在work进行处理。通过前面的了解，EventLoopGroup是无锁化串行处理的，如果一个任务非常耗时，会阻塞后续的任务处理，所以对于耗时操作需要自定义线程池。

自定义线程池有两种实现方法：

  • 直接在handler中注入线程池，业务逻辑中使用线程池。
  • addLast中添加自定义线程池： 在pipeline的addLast中有这样的方法表示我们可以添加新的EventExecutorGroup来运行这个handler
ChannelPipeline addLast(EventExecutorGroup executor, ChannelHandler... handlers)

public NioEventLoopGroup(int nThreads, Executor executor)

NioEventLoopGroup可以添加自定义的ThreadFactory来创建线程，重写一个 ThreadFactory，使用new Thread也是没问题的

总结

netty的源码主要流程阅读的差不多了，这几篇文章只看了nio的部分，实际上netty支持更多的io模型。netty源码刚开始打开的时候不知所措，经过将模块给拆分，一步一步的去了解各个模块的功能最后再整合在一起，最终还是战胜了对于源码阅读的恐惧。阅读源码最重要的还是下载一份源码去细心看，看书以及博客都不及实际操作以及DEBUG。这几篇文章都没有很详细的解析一些细节的东西，重要的东西还是留给自己探索！

avatar
文章
阅读
粉丝