前言
NioEventLoop的run方法，是netty中最核心的方法，没有之一。在该方法中，完成了对已注册的channel上来自底层操作系统的socket事件的处理（在服务端时事件包括客户端的连接事件和读写事件，在客户端时是读写事件）、单线程任务队列的处理（服务端的注册事件、客户端的connect事件等），当然还包括对NIO空轮询的规避、消息的编解码等。下面一起来探究一番，首先奉上run方法的源码：
1 protected void run() { 2 for (;;) { 3 try { 4 try { 5 // 1、确定处理策略 6 switch (selectStrategy.calculateStrategy(selectNowSupplier, hasTasks())) { 7 case SelectStrategy.CONTINUE: 8 continue; 9 case SelectStrategy.BUSY_WAIT: 10 case SelectStrategy.SELECT: 11 // 2、表示有socket事件，需要进行处理 12 select(wakenUp.getAndSet(false)); 13 if (wakenUp.get()) { 14 selector.wakeup(); 15 } 16 default: 17 } 18 } catch (IOException e) { 19 // selector有异常，则重新创建一个 20 rebuildSelector0(); 21 handleLoopException(e); 22 continue; 23 } 24 cancelledKeys = 0; 25 needsToSelectAgain = false; 26 final int ioRatio = this.ioRatio; 27 if (ioRatio == 100) { 28 try { 29 // 3、处理来自客户端或者服务端的socket事件 30 processSelectedKeys(); 31 } finally { 32 // 4、处理队列中的task任务 33 runAllTasks(); 34 } 35 } else { 36 final long ioStartTime = System.nanoTime(); 37 try { 38 // 3、处理来自客户端或者服务端的socket事件 39 processSelectedKeys(); 40 } finally { 41 final long ioTime = System.nanoTime() - ioStartTime; 42 // 4、处理队列中的task任务 43 runAllTasks(ioTime * (100 - ioRatio) / ioRatio); 44 } 45 } 46 } catch (Throwable t) { 47 handleLoopException(t); 48 } 49 // 执行shutdown后的善后逻辑 50 try { 51 if (isShuttingDown()) { 52 closeAll(); 53 if (confirmShutdown()) { 54 return; 55 } 56 } 57 } catch (Throwable t) { 58 handleLoopException(t); 59 } 60 } 61 }
run方法中有四个主要的方法，已在上面注释中标出，主要逻辑概括起来就是：先通过select方法探知是否当前channel上有就绪的事件（方法1和方法2），然后处理这些事件（方法3），最后再处理队列中的任务（方法4）。
一、selectStrategy.calculateStrategy方法
selectStrategy只有一个默认实现类DefaultSelectStrategy，实现方法如下，如果判断有任务，则走selectSupplier.get()方法，否则直接返回SELECT -1，进入方法2-select方法。
1 public int calculateStrategy(IntSupplier selectSupplier, boolean hasTasks) throws Exception { 2 return hasTasks ? selectSupplier.get() : SelectStrategy.SELECT; 3 }
然后看一下匿名类selectSupplier.get方法中的逻辑，如下，可以看到它直接调的非阻塞select方法。
1 private final IntSupplier selectNowSupplier = new IntSupplier() { 2 @Override 3 public int get() throws Exception { 4 return selectNow(); 5 } 6 };
总结一下calculateStrategy方法这么做的用意。从run方法的整体顺序中可以看到，每次循环中都是先执行方法3处理channel事件，再执行方法4处理队列中的任务，即处理channel事件的优先级更高。但如果队列中有任务待处理，那么为提高框架处理性能，就不允许执行阻塞的select方法，而是执行非阻塞的selectNow方法，这样就能快速处理完channel事件后去处理队列中的任务。
二、select(boolean)方法
要理解该方法，需先理解wakenUp变量和wakeup方法的作用。wakenUp是AtomicBoolean类型的变量，如果是true，则表示最近调用过wakeup方法，如果是false，则表示最近未调用wakeup方法，另外每次进入select(boolean)方法都会将wakenUp置为false。而wakeup方法是针对selector.select方法设计的，如果调用wakeup方法时处于selector.select阻塞方法中，则会直接唤醒处于selector.select阻塞中的线程，而如果调用wakeup方法时selector不处于selector.select阻塞方法中，则效果是在下一次调selector.select方法时不阻塞（有点像LockSupport.park/unpark的效果）。下面是select(boolean)方法逻辑：
1 private void select(boolean oldWakenUp) throws IOException { 2 Selector selector = this.selector; 3 try { 4 int selectCnt = 0; 5 long currentTimeNanos = System.nanoTime(); 6 long selectDeadLineNanos = currentTimeNanos + delayNanos(currentTimeNanos); 7 for (;;) { 8 long timeoutMillis = (selectDeadLineNanos - currentTimeNanos + 500000L) / 1000000L; 9 if (timeoutMillis <= 0) { 10 if (selectCnt == 0) { 11 selector.selectNow(); 12 selectCnt = 1; 13 } 14 break; 15 } 16 // 重点1：在调用阻塞的select方法前再判断一遍是否有任务需要处理，此处逻辑虽然不多，但有深意 *** 17 if (hasTasks() && wakenUp.compareAndSet(false, true)) { 18 selector.selectNow(); 19 selectCnt = 1; 20 break; 21 } 22 // 调用阻塞的select方法，但设置了超时时间 23 int selectedKeys = selector.select(timeoutMillis); 24 selectCnt ++; 25 26 if (selectedKeys != 0 || oldWakenUp || wakenUp.get() || hasTasks() || hasScheduledTasks()) { 27 // 有事件；wakenUp之前是true(说明有新任务进入了队列中)；wakenUp现在是true（说明有新任务在本方法执行的过程中进来了），有任务 满足以上任意一个都退出循环 28 break; 29 } 30 if (Thread.interrupted()) { 31 // 省略异常日志打印 32 selectCnt = 1; 33 break; 34 } 35 36 long time = System.nanoTime(); 37 if (time - TimeUnit.MILLISECONDS.toNanos(timeoutMillis) >= currentTimeNanos) { 38 // timeoutMillis elapsed without anything selected. 39 selectCnt = 1; 40 } else if (SELECTOR_AUTO_REBUILD_THRESHOLD > 0 && 41 selectCnt >= SELECTOR_AUTO_REBUILD_THRESHOLD) { 42 // 重点2： 说明触发了空轮训，需要做处理 43 selector = selectRebuildSelector(selectCnt); 44 selectCnt = 1; 45 break; 46 } 47 currentTimeNanos = time; 48 } 49 // catch 异常处理 50 }
该方法有两处重点，均已标出。
重点1
该处逻辑需结合wakenUp变量和wakeup方法来理解。
首先，对wakenUp变量的操作除了run方法外，还有SingleThreadEventExecutor的execute方法。execute中添加完task后，会调用NioEventLoop中的重写方法wakeup：
1 protected void wakeup(boolean inEventLoop) { 2 if (!inEventLoop && wakenUp.compareAndSet(false, true)) { 3 selector.wakeup(); 4 } 5 }
注：selector.wakenUp方法用于唤醒被selector.select()或者selector.select(long time)阻塞的selector，让其立马返回key的数量。
它做了两件事，1是通过cas将wakenUp由false变为true，2是调用selector.wakeup方法。
再来看select(boolean)方法的入口处，通过wakenUp.getAndSet(false)方法将wakenUp设为false，然后将原值作为入参传入select(boolean)方法。
一切条件就绪，然后再回过头看重点1（如下）。它想实现的功能就是如果队列中有新的任务来了，能不调selector.select的阻塞方法，有任务等待执行时能不阻塞就不阻塞，提高效率。
1 if (hasTasks() && wakenUp.compareAndSet(false, true)) { 2 selector.selectNow(); 3 selectCnt = 1; 4 break; 5 }
但细究一下会发现这个方法的两个判断逻辑存在一个矛盾，首先进入当前select(boolean)方法时，wakenUp被置为false，而在添加完任务后，NioEventLoop中的wakeup方法又会将wakenUp置为true，即如果hasTasks()方法返回true时，因为wakenUp已经被置为true了所以第二个条件肯定判断为false，那if里面的逻辑什么场景下才会走到呢？
不知道各位园友们走到这里的时候会不会有这样的疑问，反正博主刚开始是被自己难倒了，后来又重新分析了下才找到原因。其实博主刚才对矛盾点的描述就未分清时间先后。因为有新任务来的时候，是先往队列中添加任务，再将wakenUp置为true（selector.wakeup()方法可以认为与置为true是同时发生的），即如果添加了task但还没来得及将wakenUp置为true时才会进入这个if中。
那么新的问题来了，为什么将wakenUp置为true了就不用进if中呢？是因为如果wakenUp已经是true了，那么可以认为已经执行了selector.wakeup方法了，既然如此，selector.select虽然是阻塞方法也就不会再阻塞了，而是直接返回结果，所以没必要再进if中。
此处还有一个容易让人迷糊的地方就是下面的四个或的逻辑判断：
1 if (selectedKeys != 0 || oldWakenUp || wakenUp.get() || hasTasks() || hasScheduledTasks()) { 2 break; 3 }
即满足这四个条件中的任意一个就退出循环，这四个条件各代表什么意思？
第一个：channel中有socket事件需处理，这个肯定是要跳出循环处理的；
第二个：oldWakenUp为true，即进select(boolean)方法之前wakenUp为true，说明队列中有新任务来了，所以也要跳出循环，出去处理；
第三个：wakenUp现在为true，说明在进入select(boolean)方法之后队列中有新任务来了，需跳出循环处理；
第四/五个：两个队列中有任务，需出去处理。
其实就是说，如果当前没有事件过来，队列中又没有任务处理，那么就继续走select(boolean)的无限for循环（反正没事做），否则说明来菜了需要跳出循环出去处理。
重点2：
对于空轮训的处理其实没有太多花哨的地方，netty开发者设置了一个阈值512，如果selectCnt计数达到了512，说明触发了空轮训，此时 selectRebuildSelector 方法会创建一个新的selector，将原selector上的全部事件重新注册到新selector上。
注：空轮训即调select(time)/select()阻塞方法的时候，由于出现了bug导致不阻塞而是直接返回空结果，并且后面每次都这样，仿佛螺丝滑了丝一般顺滑，，，
三、processSelectedKeys()方法
点进去看到里面的逻辑，第一个方法是优化之后的处理，第二个是未优化的处理，一般都是走优化的逻辑。
private void processSelectedKeys() { if (selectedKeys != null) { processSelectedKeysOptimized(); } else { processSelectedKeysPlain(selector.selectedKeys()); } }
processSelectedKeysOptimized方法如下：
1 private void processSelectedKeysOptimized() { 2 for (int i = 0; i < selectedKeys.size; ++i) { 3 final SelectionKey k = selectedKeys.keys[i]; 4 selectedKeys.keys[i] = null; 5 final Object a = k.attachment(); 6 if (a instanceof AbstractNioChannel) { 7 processSelectedKey(k, (AbstractNioChannel) a); // 从attachment中取出之前放入的AbstractNioChannel对象，进行处理 8 } else { 9 @SuppressWarnings("unchecked") 10 NioTask<SelectableChannel> task = (NioTask<SelectableChannel>) a; 11 processSelectedKey(k, task); 12 } 13 if (needsToSelectAgain) { 14 selectedKeys.reset(i + 1); 15 selectAgain(); 16 i = -1; 17 } 18 } 19 }
继续跟进针对单个SelectionKey的处理：
1 private void processSelectedKey(SelectionKey k, AbstractNioChannel ch) { 2 final AbstractNioChannel.NioUnsafe unsafe = ch.unsafe(); 3 if (!k.isValid()) { 4 // 针对无效key的处理 5 } 6 7 try { 8 int readyOps = k.readyOps(); // 获取已经就绪的操作类型 9 if ((readyOps & SelectionKey.OP_CONNECT) != 0) { 10 // 1、针对连接事件的处理 11 int ops = k.interestOps(); 12 ops &= ~SelectionKey.OP_CONNECT; 13 k.interestOps(ops); 14 unsafe.finishConnect(); 15 } 16 17 if ((readyOps & SelectionKey.OP_WRITE) != 0) { 18 // 2、针对写事件的处理 19 ch.unsafe().forceFlush(); 20 } 21 22 ///3、针对读事件/接受连接事件的处理 23 if ((readyOps & (SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_ACCEPT)) != 0 || readyOps == 0) { 24 unsafe.read(); 25 } 26 } catch (CancelledKeyException ignored) { 27 unsafe.close(unsafe.voidPromise()); 28 } 29 }
可以看到，在此方法中按不同的事件类型调用unsafe方法对其进行处理，再往后追溯就是pipeline的相关处理了，具体内容较多，有兴趣可自行查看，后面有机会博主也会继续更新。
有一点需要着重提的是对ACCEPT事件的处理（服务端在接收到客户端的连接请求时触发该事件），因为是服务端，所以进入AbstractNioMessageChannel.NioMessageUnsafe#read方法，
可以看到有段do/while循环，如下:
1 do { 2 int localRead = doReadMessages(readBuf); 3 if (localRead == 0) { 4 break; 5 } 6 if (localRead < 0) { 7 closed = true; 8 break; 9 } 10 11 allocHandle.incMessagesRead(localRead); 12 } while (allocHandle.continueReading());
doReadMessages方法的实现位于NioServerSocketChannel中，可以看到第五行往buf中添加了一个NioSocketChannel对象。
1 protected int doReadMessages(List<Object> buf) throws Exception { 2 SocketChannel ch = SocketUtils.accept(javaChannel()); 3 try { 4 if (ch != null) { 5 buf.add(new NioSocketChannel(this, ch)); 6 return 1; 7 } 8 } catch (Throwable t) { 9 logger.warn("Failed to create a new channel from an accepted socket.", t); 10 try { 11 ch.close(); 12 } catch (Throwable t2) { 13 logger.warn("Failed to close a socket.", t2); 14 } 15 } 16 return 0; 17 }
再跳出来回到read方法，往下看有个for循环，开始了pipeline的调用，结合前面【https://www.cnblogs.com/zzq6032010/p/13034608.html】bind方法的博文可以知道，此时pipeline中除了头尾两个节点以外，还有一个ServerBootstrapAcceptor，此处最终就会调到ServerBootstrapAcceptor的channelRead方法，该方法很重要，最终将上面生成的NioSocketChannel中的pipeline、channelOption、attr初始化，然后注册到childGroup上。至此，服务端具备了与客户端通信的能力，可正常处理read、write事件了。
1 int size = readBuf.size(); 2 for (int i = 0; i < size; i ++) { 3 readPending = false; 4 pipeline.fireChannelRead(readBuf.get(i)); 5 }
四、runAllTasks()
再粘贴一下runAllTasks附近的代码：
1 final long ioStartTime = System.nanoTime(); 2 try { 3 processSelectedKeys(); 4 } finally { 5 // Ensure we always run tasks. 6 final long ioTime = System.nanoTime() - ioStartTime; 7 runAllTasks(ioTime * (100 - ioRatio) / ioRatio); 8 }
首先说一下ioRatio变量，此变量控制的是当前线程中处理channel事件和处理任务队列所用的时间比，如果为50（即50%），则二者用的时间相同，从上面代码中可以看出，ioTime即处理channel事件所用的时间，当ioRatio=50时，runAllTasks的入参就是ioTime；而如果ioRatio=10，则runAllTasks入参为9*ioTime，即处理任务队列的最大时间是处理channel事件的9倍。
下面是runAllTasks方法代码：
1 protected boolean runAllTasks(long timeoutNanos) { 2 fetchFromScheduledTaskQueue(); 3 Runnable task = pollTask(); 4 if (task == null) { 5 afterRunningAllTasks(); 6 return false; 7 } 8 final long deadline = ScheduledFutureTask.nanoTime() + timeoutNanos; 9 long runTasks = 0; 10 long lastExecutionTime; 11 for (;;) { 12 safeExecute(task); 13 runTasks ++; 14 if ((runTasks & 0x3F) == 0) { // 每隔64次计算一下超时时间 15 lastExecutionTime = ScheduledFutureTask.nanoTime(); 16 if (lastExecutionTime >= deadline) { 17 break; 18 } 19 } 20 task = pollTask(); 21 if (task == null) { 22 lastExecutionTime = ScheduledFutureTask.nanoTime(); 23 break; 24 } 25 } 26 afterRunningAllTasks(); 27 this.lastExecutionTime = lastExecutionTime; 28 return true; 29 }
整体逻辑不难，用一个for循环来依次取出任务处理，并且为了提高效率，每隔64次计算一下超时时间（对netty开发者来说，获取系统纳秒时间也是一笔性能开支，能少获取就少获取）。
总结
netty中最核心的run方法就介绍到这里，至此，netty进行数据传输前的准备工作都已经过了一遍，但对于netty具体发送、接收数据的流程还未涉及到。netty具体发送、接收数据是借助pipeline和在childHandler中添加的处理器完成的，这部分将不定期的在后面博文中讲述，具体看缘分吧。