Netty源码分析第一章: Server启动流程
第二节:NioServerSocketChannel的创建
我们如果熟悉Nio, 则对channel的概念则不会陌生, channel在相当于一个通道, 用于数据的传输
Netty将jdk的channel进行了包装, 并为其扩展了更多的功能
在netty中也分为服务端channel和客户端channel, 在Nio模式下, 服务端channel对应的类为NioServerSocketChannel, 包装的jdk的ServerSocketChannel
客户端channel对应的类为NioSocketChannel, 所包装的jdk的类为SocketChannel
最简单的继承关系如下(经简化):
1-2-1
我们继续看第一小节demo:
//创建boss和worker线程(1)
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
//创建ServerBootstrap(2)
ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
//初始化boss和work线程化两个线程(3)
b.group(bossGroup, workerGroup)
//声明NioServerSocketChannel(4)
.channel(NioServerSocketChannel.class)
//初始化客户端Handler(5)
.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
@Override
public void initChannel(SocketChannel ch) {
ch.pipeline().addLast(new StringDecoder());
ch.pipeline().addLast(new StringEncoder());
ch.pipeline().addLast(new ServerHandler());
}
});
//绑定端口(6)
ChannelFuture f = b.bind(8888).sync();
f.channel().closeFuture().sync();
我们继续看第六步, 绑定端口:
ChannelFuture f = b.bind(8888).sync();
在此, 我们看到绑定了8888端口
我们跟到bind(8888)方法中:
public ChannelFuture bind(int inetPort) {
return bind(new InetSocketAddress(inetPort));
}
端口封装成socket地址对象
继续跟bind方法:
public ChannelFuture bind(SocketAddress localAddress) {
validate();
return doBind(localAddress);
}
validate()做了一些属性验证
我们继续跟到doBind(localAddress)方法:
private ChannelFuture doBind(final SocketAddress localAddress) {
//初始化并注册(1)
final ChannelFuture regFuture = initAndRegister();
//获得channel(2)
final Channel channel = regFuture.channel();
if (regFuture.cause() != null) {
return regFuture;
}
if (regFuture.isDone()) {
ChannelPromise promise = channel.newPromise();
//绑定(3)
doBind0(regFuture, channel, localAddress, promise);
return promise;
} else {
//去除非关键代码
return promise;
}
}
去除了一些非关键的代码, 重点关注注释标注的第一步, 初始化并注册:
final ChannelFuture regFuture = initAndRegister();
我们跟进initAndRegister()方法:
final ChannelFuture initAndRegister() {
Channel channel = null;
try {
//创建channel
channel = channelFactory.newChannel();
init(channel);
} catch (Throwable t) {
//忽略非关键代码
}
ChannelFuture regFuture = config().group().register(channel);
//忽略非关键代码
return regFuture;
}
关注添加注释的步骤, 创建channel, 这一点也是我们这节需要讲明白的内容
看这一步:
channel = channelFactory.newChannel();
这里channelFactory调用了newChannel()的这个方法, 这个方法从名字就不难理解, 是新建一个channel, 回顾下上一小节, 这个channelFactory是在哪里初始化呢?
根据上一小节代码, channelFactory是在Bootstrap的channelFactory ()方法初始化的:
public B channelFactory(ChannelFactory<? extends C> channelFactory) {
this.channelFactory = channelFactory;
return (B) this;
}
而这个方法又是channel()方法中调用的:
public B channel(Class<? extends C> channelClass) {
return channelFactory(new ReflectiveChannelFactory<C>(channelClass));
}
这里传入ReflectiveChannelFactory对象就是初始化的channelFactory对象
所以newChannel()是调用ReflectiveChannelFactory对象的newChannel方法
跟到ReflectiveChannelFactory对象的newChannel方法中:
@Override
public T newChannel() {
try {
return clazz.newInstance();
} catch (Throwable t) {
throw new ChannelException("Unable to create Channel from class " + clazz, t);
}
}
我们看到这个clazz对象通过反射创建了channel, 这个clazz对象, 就是我们上一节提到过的, 初始化的NioServerSocketChannel的class对象
这里通过反射调用, 会创建一个NioServerSokectChannel
学习过nio的小伙伴都知道jdk的ServerSocketChannel, 用于接受链接事件, 而netty的NioServerSocketChannel是和jdk的channel有什么关系呢?
实际上netty的channel和jdk的channel的含义一样, 也是一个通道, 只是netty为其做了扩展, 而channel的事件处理, 也是通过jdk的channel去做的, 我们跟随着NioServerSocketChannel的创建过程, 来了解他们之间的关联关系
clazz.newInstance()通过反射创建一个NioServerSocketChannel对象, 首先会走到NioServerSocketChannel的构造方法, 我们跟到他的构造方法, 查看NioServerSocketChannel的创建过程
首先会调用它的无参构造方法:
public NioServerSocketChannel() {
this(newSocket(DEFAULT_SELECTOR_PROVIDER));
}
我们看到这个构造方法调用了另一个有参的构造方法, 传入参数是 newSocket(DEFAULT_SELECTOR_PROVIDER)
我们首先看DEFAULT_SELECTOR_PROVIDER这个这变量:
private static final SelectorProvider DEFAULT_SELECTOR_PROVIDER = SelectorProvider.provider();
看到这初始化了一个SelectorProvider对象, 而这个对象是通过静态方法provider()创建的, SelectorProvider对象可以用于创建jdk底层的ServerSocketChannel
我们继续跟到newSocket(DEFAULT_SELECTOR_PROVIDER)中:
private static ServerSocketChannel newSocket(SelectorProvider provider) {
return provider.openServerSocketChannel();
}
去掉try-catch块, 发现这个方法是通过SelectorProvider对象的openServerSocketChannel()方法创建一个jdk底层的ServerSocketChannel, 至此我们可以知道, 与NioServerSokectChannel绑定的jdk底层的ServerSocketChannel就是这么创建的
那么创建之后如何与netty的channel绑定?继续跟代码
跟到this(newSocket(DEFAULT_SELECTOR_PROVIDER))中:
public NioServerSocketChannel(ServerSocketChannel channel) {
super(null, channel, SelectionKey.OP_ACCEPT);
config = new NioServerSocketChannelConfig(this, javaChannel().socket());
}
我们看到这里调用了父类的构造方法，继续往里跟:
protected AbstractNioMessageChannel(Channel parent, SelectableChannel ch, int readInterestOp) {
super(parent, ch, readInterestOp);
}
这里调用了其父类AbstractNioMessageChannel类的构造方法, AbstractNioMessageChannel这个类同学们请记住, 有关是NioServerSocketChannel的父类, 代表着服务端channel的相关属性和操作, 之后有关服务端channel的一些事件会在这个类中完成
我们看到这个类的构造方法中又调用了它的父类的构造方法, 我们继续跟:
protected AbstractNioChannel(Channel parent, SelectableChannel ch, int readInterestOp) {
super(parent);
//保存channel
this.ch = ch;
//绑定事件
this.readInterestOp = readInterestOp;
try {
//设置为非阻塞
ch.configureBlocking(false);
} catch (IOException e) {
//去掉非关键代码
}
}
这里又调用了其父类AbstractChannel的构造方法, 跟进去这个方法之前, 我们先往下看
首先看这一步:
this.ch = ch;
这步就是绑定jdk底层的ServerSocketChannel, 至此我们知道, jdk的channel和netty定义的channel是组合关系, netty的channel中有个jdk的channel的成员变量, 而这个成员变量就定义在AbstractNioChannel这个类当中, 希望同学们将这个结论牢牢记住, 对以后的学习很有帮助
我们看到后面的这一步:
ch.configureBlocking(false);
这一步, 就是将jdk的channel设置为非阻塞模式, 这里熟悉Nio的同学应该不会陌生, 这里不再赘述
我们继续跟到super(parent)中, 走到其父类AbstractChannel的构造方法:
protected AbstractChannel(Channel parent) {
this.parent = parent;
id = newId();
unsafe = newUnsafe();
pipeline = newChannelPipeline();
}
首先看下这个parent, 这个parent是NioServerSocketChannel调用其父类构造方法传入的, 传入的是null, 所以这一步AbstractChannel的属性parent也是null, 这个parent, 我们之后再讲客户端channel的时候会讲到
id = newId()是为每个channel创建一个唯一id
我们重点关注下后两步:
unsafe = newUnsafe();
pipeline = newChannelPipeline();
这里初始化了两个属性unsafe, 和pipeline, 目前我们只需要知道这两个属性是在这里初始化的, 至于这两个属性的概念, 后面的章节会讲到
以上就是创建NioServerSocketChannel的过程, 同学们可以课后跟进源码去熟悉巩固