Netty源碼分析第1章(Netty啟動流程)---->第2節: NioServerSocketChannel的創建

 

Netty源碼分析第一章:  Server啟動流程

 

第二節:NioServerSocketChannel的創建

 

我們如果熟悉Nio, 則對channel的概念則不會陌生, channel在相當於一個通道, 用於數據的傳輸

Netty將jdk的channel進行了包裝, 並為其擴展了更多的功能

在netty中也分為服務端channel和客戶端channel, 在Nio模式下, 服務端channel對應的類為NioServerSocketChannel, 包裝的jdk的ServerSocketChannel

客戶端channel對應的類為NioSocketChannel, 所包裝的jdk的類為SocketChannel

最簡單的繼承關系如下(經簡化):

1-2-1

 

我們繼續看第一小節demo:

//創建boss和worker線程(1)
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1); EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(); //創建ServerBootstrap(2)
ServerBootstrap b = new ServerBootstrap(); //初始化boss和work線程化兩個線程(3)
b.group(bossGroup, workerGroup) //聲明NioServerSocketChannel(4)
        .channel(NioServerSocketChannel.class) //初始化客戶端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()); } }); //綁定端口(6)
ChannelFuture f = b.bind(8888).sync(); f.channel().closeFuture().sync();

我們繼續看第六步, 綁定端口:

ChannelFuture f = b.bind(8888).sync();

在此, 我們看到綁定了8888端口

 

我們跟到bind(8888)方法中:

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

端口封裝成socket地址對象

 

繼續跟bind方法:

public ChannelFuture bind(SocketAddress localAddress) { validate(); return doBind(localAddress); }

validate()做了一些屬性驗證

 

我們繼續跟到doBind(localAddress)方法:

private ChannelFuture doBind(final SocketAddress localAddress) { //初始化並注冊(1)
    final ChannelFuture regFuture = initAndRegister(); //獲得channel(2)
    final Channel channel = regFuture.channel(); if (regFuture.cause() != null) { return regFuture; } if (regFuture.isDone()) { ChannelPromise promise = channel.newPromise(); //綁定(3) 
 doBind0(regFuture, channel, localAddress, promise); return promise; } else { //去除非關鍵代碼
        return promise; } }

去除了一些非關鍵的代碼, 重點關注注釋標注的第一步, 初始化並注冊:

final ChannelFuture regFuture = initAndRegister();

我們跟進initAndRegister()方法:

final ChannelFuture initAndRegister() { Channel channel = null; try { //創建channel
        channel = channelFactory.newChannel(); init(channel); } catch (Throwable t) { //忽略非關鍵代碼
 } ChannelFuture regFuture = config().group().register(channel); //忽略非關鍵代碼
    return regFuture; }

關注添加注釋的步驟, 創建channel, 這一點也是我們這節需要講明白的內容

 

看這一步:

channel = channelFactory.newChannel();

這里channelFactory調用了newChannel()的這個方法, 這個方法從名字就不難理解, 是新建一個channel, 回顧下上一小節, 這個channelFactory是在哪里初始化呢?

 

根據上一小節代碼, 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; }

而這個方法又是channel()方法中調用的:

public B channel(Class<? extends C> channelClass) { return channelFactory(new ReflectiveChannelFactory<C>(channelClass)); }

這里傳入ReflectiveChannelFactory對象就是初始化的channelFactory對象

所以newChannel()是調用ReflectiveChannelFactory對象的newChannel方法

 

跟到ReflectiveChannelFactory對象的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); } }

我們看到這個clazz對象通過反射創建了channel, 這個clazz對象, 就是我們上一節提到過的, 初始化的NioServerSocketChannel的class對象

這里通過反射調用, 會創建一個NioServerSokectChannel

 

學習過nio的小伙伴都知道jdk的ServerSocketChannel, 用於接受鏈接事件, 而netty的NioServerSocketChannel是和jdk的channel有什么關系呢?

 

實際上netty的channel和jdk的channel的含義一樣, 也是一個通道, 只是netty為其做了擴展, 而channel的事件處理, 也是通過jdk的channel去做的, 我們跟隨着NioServerSocketChannel的創建過程, 來了解他們之間的關聯關系

 

clazz.newInstance()通過反射創建一個NioServerSocketChannel對象, 首先會走到NioServerSocketChannel的構造方法, 我們跟到他的構造方法, 查看NioServerSocketChannel的創建過程

首先會調用它的無參構造方法:

public NioServerSocketChannel() { this(newSocket(DEFAULT_SELECTOR_PROVIDER)); }

我們看到這個構造方法調用了另一個有參的構造方法, 傳入參數是 newSocket(DEFAULT_SELECTOR_PROVIDER) 

我們首先看DEFAULT_SELECTOR_PROVIDER這個這變量:

private static final SelectorProvider DEFAULT_SELECTOR_PROVIDER = SelectorProvider.provider();

看到這初始化了一個SelectorProvider對象, 而這個對象是通過靜態方法provider()創建的, SelectorProvider對象可以用於創建jdk底層的ServerSocketChannel

 

我們繼續跟到newSocket(DEFAULT_SELECTOR_PROVIDER)中:

private static ServerSocketChannel newSocket(SelectorProvider provider) { return provider.openServerSocketChannel(); }

去掉try-catch塊, 發現這個方法是通過SelectorProvider對象的openServerSocketChannel()方法創建一個jdk底層的ServerSocketChannel, 至此我們可以知道, 與NioServerSokectChannel綁定的jdk底層的ServerSocketChannel就是這么創建的

 

那么創建之后如何與netty的channel綁定?繼續跟代碼

跟到this(newSocket(DEFAULT_SELECTOR_PROVIDER))中:

public NioServerSocketChannel(ServerSocketChannel channel) { super(null, channel, SelectionKey.OP_ACCEPT); config = new NioServerSocketChannelConfig(this, javaChannel().socket()); }

我們看到這里調用了父類的構造方法，繼續往里跟:

protected AbstractNioMessageChannel(Channel parent, SelectableChannel ch, int readInterestOp) { super(parent, ch, readInterestOp); }

這里調用了其父類AbstractNioMessageChannel類的構造方法, AbstractNioMessageChannel這個類同學們請記住, 有關是NioServerSocketChannel的父類, 代表着服務端channel的相關屬性和操作, 之后有關服務端channel的一些事件會在這個類中完成

我們看到這個類的構造方法中又調用了它的父類的構造方法, 我們繼續跟:

protected AbstractNioChannel(Channel parent, SelectableChannel ch, int readInterestOp) { super(parent); //保存channel
    this.ch = ch; //綁定事件
    this.readInterestOp = readInterestOp; try { //設置為非阻塞
        ch.configureBlocking(false); } catch (IOException e) { //去掉非關鍵代碼
 } }

這里又調用了其父類AbstractChannel的構造方法, 跟進去這個方法之前, 我們先往下看

 

首先看這一步:

this.ch = ch;

這步就是綁定jdk底層的ServerSocketChannel, 至此我們知道, jdk的channel和netty定義的channel是組合關系, netty的channel中有個jdk的channel的成員變量, 而這個成員變量就定義在AbstractNioChannel這個類當中, 希望同學們將這個結論牢牢記住, 對以后的學習很有幫助

 

我們看到后面的這一步:

ch.configureBlocking(false);

這一步, 就是將jdk的channel設置為非阻塞模式, 這里熟悉Nio的同學應該不會陌生, 這里不再贅述

 

 我們繼續跟到super(parent)中, 走到其父類AbstractChannel的構造方法:

protected AbstractChannel(Channel parent) { this.parent = parent; id = newId(); unsafe = newUnsafe(); pipeline = newChannelPipeline(); }

首先看下這個parent, 這個parent是NioServerSocketChannel調用其父類構造方法傳入的, 傳入的是null, 所以這一步AbstractChannel的屬性parent也是null, 這個parent, 我們之后再講客戶端channel的時候會講到

id = newId()是為每個channel創建一個唯一id

 

我們重點關注下后兩步:

unsafe = newUnsafe(); pipeline = newChannelPipeline();

這里初始化了兩個屬性unsafe, 和pipeline, 目前我們只需要知道這兩個屬性是在這里初始化的, 至於這兩個屬性的概念, 后面的章節會講到

以上就是創建NioServerSocketChannel的過程, 同學們可以課后跟進源碼去熟悉鞏固

 

上一節: 服務端初始化

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