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
再继续跟到config的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:
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, 看代码:
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():
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, 我们看到:
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
回顾下以上的小结, 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
回到上一小结的代码: