Netty源码分析篇(二):BootStrap的启动

没意思先生 2020-02-10

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首先我们观察一段Netty关于BootStrap启动的代码:

//创建Boostrap对象
Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
//创建线程组,处理消息读取
EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
bootstrap.group(group) //设置使用的eventLoopGroup
  .channel(NioSocketChannel.class) //设置被实例化的NioServerSocketChannel类
  .handler(new ChannelInitializer<NioSocketChannel>() { // 设置SocketChannel处理器
     @Override
     protected void initChannel(NioSocketChannel ch) throws Exception {
       // TODO
     }
  });
try {
  bootstrap.connect("127.0.0.1",2237).sync().channel().closeFuture().sync();
} catch (InterruptedException e) {
  // TODO Auto-generated catch block
  e.printStackTrace();
}

这是一段Netty客户端启动的代码,我们先是创建了EventLoopGroup,其实就是线程池,然后我们指定了服务端channel类型是NioSocketChannel.class,以NIO的方式进行处理,然后我们指定了处理业务逻辑的NioSocketChannel的处理器,紧接着是连接,然后进行阻塞(这里阻塞一般是因为后续没有执行代码,线程退出,原来创建的对象也关闭回收,如果线程没有停止的话,可以不阻塞).

然后我们看看Java原生NIO是怎么写的:

// 调用Selector.open()方法创建一个Selector对象
Selector selector = Selector.open();
// 通过调用SocketChannel.open()方法来打开SocketChannel
SocketChannel sc = SocketChannel.open();
// 设置channel非阻塞
sc.configureBlocking(false);
if (!sc.connect(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 2237))){  
  //不断地轮询连接状态，直到完成连接  
  while (!sc.finishConnect()){
    // TODO
  }
}
// 设置selector关注channel的READ请求事件和WRITE事件
sc.register(selector, SelectionKey.OP_READ|SelectionKey.OP_WRITE);

Java原生NIO方式一如既往的简单,当然Netty也是做了一些好的封装操作,比如单线程封装处理等.因为Boostrap的启动较为简单,我们就分析在哪实现了Java NIO的封装即可,首先是在哪实现了connect()方法,由时序图可知道在NioSocketChannel处的doConnect()方法实现:

NioSocketChannel处的doConnect()方法代码如下:

protected boolean doConnect(SocketAddress remoteAddress, SocketAddress localAddress) throws Exception {
  // 略
  boolean success = false;
  try {
    boolean connected = SocketUtils.connect(javaChannel(), remoteAddress);
    // 略
    success = true;
    return connected;
  } finally {
    if (!success) {
        doClose();
    }
  }
}

SocketUtils的connect()方法代码如下:

public static void connect(final Socket socket, final SocketAddress remoteAddress, final int timeout)
      throws IOException {
  try {
    AccessController.doPrivileged(new PrivilegedExceptionAction<Void>() {
      @Override
      public Void run() throws IOException {
          socket.connect(remoteAddress, timeout);
          return null;
      }
    });
  } catch (PrivilegedActionException e) {
      throw (IOException) e.getCause();
  }
}

最终也是调用了Java Nio的API进行connect远程IP和端口.然后和前文(Netty源码分析篇(一):ServerBootStrap的启动)提及一样通过pipeline触发channelActive()方法到Selector中设置感兴趣的事件.最终设置事件在AbstractNioChannel的doBeginRead()方法内实现,具体代码如下:

@Override
protected void doBeginRead() throws Exception {
  // 略
  final int interestOps = selectionKey.interestOps();
  if ((interestOps & readInterestOp) == 0) {
    // 将之前 Channel 注册到 EventLoop 上的 Selector 时产生的 SelectionKey 的关注事件集合进行更新
    // NioServerSocketChannel 的传入的值为 OP_ACCEPT，也就是其感兴趣的事件为客户端接入就绪事件
    // NioSocketChannel 的传入的值为 OP_READ，也就是其感兴趣的事件为读就绪事件
    selectionKey.interestOps(interestOps | readInterestOp);
  }
}

方法内的readInterestOp是在构造参数就写好的,NioSocketChannel继承自AbstractNioByteChannel,传入的是SelectionKey.OP_READ,因为NioSocketChannel会接收到Selector的读事件的通知.

整个Bootstrap启动流程的时序图如下:

时序图链接:

https://www.processon.com/view/link/5e40e2f8e4b085b5f21a7193

数据库

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