Netty 源碼解析(二):Netty 的 Channel


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接下來的時間燈塔君持續更新Netty系列一共九篇

 

Netty源碼解析(一):開始

當前:Netty 源碼解析(二): Netty 的 Channel

Netty 源碼解析(三): Netty 的 Future 和 Promise

Netty 源碼解析(四): Netty 的 ChannelPipeline

Netty 源碼解析(五): Netty 的線程池分析

Netty 源碼解析(六): Channel 的 register 操作

Netty 源碼解析(七): NioEventLoop 工作流程

Netty 源碼解析(八): 回到 Channel 的 register 操作

Netty 源碼解析(九): connect 過程和 bind 過程分析

 

今天呢!燈塔君跟大家講:  

 

Netty 的 Channel

 

這節我們來看看 NioSocketChannel 是怎么和 JDK 底層的 SocketChannel 聯系在一起的,它們是一對一的關系。NioServerSocketChannel 和 ServerSocketChannel 同理,也是一對一的關系。

 

 

在 Bootstrap(客戶端) 和 ServerBootstrap(服務端) 的啟動過程中都會調用 channel(…) 方法:

 

 

下面,我們來看 channel(…) 方法的源碼:

1// AbstractBootstrap
2public B channel(Class<? extends C> channelClass) {
3    if (channelClass == null) {
4        throw new NullPointerException("channelClass");
5    }
6    return channelFactory(new ReflectiveChannelFactory<C>(channelClass));
7}

 

我們可以看到,這個方法只是設置了 channelFactory 為 ReflectiveChannelFactory 的一個實例,然后我們看下這里的 ReflectiveChannelFactory 到底是什么:

 

newChannel() 方法是 ChannelFactory 接口中的唯一方法,工廠模式大家都很熟悉。我們可以看到,ReflectiveChannelFactory#newChannel() 方法中使用了反射調用 Channel 的無參構造方法來創建 Channel,我們只要知道,ChannelFactory 的 newChannel() 方法什么時候會被調用就可以了。

  • 對於NioSocketChannel,由於它充當客戶端的功能,它的創建時機在 connect(…) 的時候;
  • 對於NioServerSocketChannel來說,它充當服務端功能,它的創建時機在綁定端口bind(…)的時候。

接下來,我們來簡單追蹤下充當客戶端的Bootstrap中NioSocketChannel的創建過程,看看NioSocketChannel是怎么和JDK 中的SocketChannel關聯在一起的:

1// Bootstrap
2public ChannelFuture connect(String inetHost, int inetPort) {
3    return connect(InetSocketAddress.createUnresolved(inetHost, inetPort));
4}

 

然后再往里看到這個方法:

1public ChannelFuture connect(SocketAddress remoteAddress) {
2    if (remoteAddress == null) {
3        throw new NullPointerException("remoteAddress");
4    // validate 只是校驗一下各個參數是不是正確設置了
5    validate();
6    return doResolveAndConnect(remoteAddress, config.localAddress());
7}

 

繼續:

1// 再往里就到這里了2private ChannelFuture doResolveAndConnect(final SocketAddress remoteAddress, final SocketAddress localAddress) {
3    // 我們要說的部分在這里
4    final ChannelFuture regFuture = initAndRegister();
5    final Channel channel = regFuture.channel();
6    ......
7}

 

然后,我們看initAndRegister()方法:

 1final ChannelFuture initAndRegister() {
 2    Channel channel = null;
 3    try {
 4        // 前面我們說過,這里會進行 Channel 的實例化
 5        channel = channelFactory.newChannel();
 6        init(channel);
 7    } catch (Throwable t) {
 8        ...
 9    }
10    ...
11    return regFuture;
12}

 

我們找到了channel = channelFactory.newChannel()這行代碼,根據前面說的,這里會調用相應Channel的無參構造方法。

然后我們就可以去看NioSocketChannel的構造方法了:

1public NioSocketChannel() {
2    // SelectorProvider 實例用於創建 JDK 的 SocketChannel 實例
3    this(DEFAULT_SELECTOR_PROVIDER);
4}
5
6public NioSocketChannel(SelectorProvider provider) {
7    // 看這里,newSocket(provider) 方法會創建 JDK 的 SocketChannel
8    this(newSocket(provider));
9}

 

我們可以看到,在調用 newSocket(provider) 的時候,會創建JDK NIO的一個 SocketChannel實例:

1private static SocketChannel newSocket(SelectorProvider provider) {
2    try {
3        // 創建 SocketChannel 實例
4        return provider.openSocketChannel();
5    } catch (IOException e) {
6        throw new ChannelException("Failed to open a socket.", e);
7    }
8}

 

NioServerSocketChannel同理,也非常簡單,從ServerBootstrap#bind(...)方法一路點進去就清楚了。

所以我們知道了,NioSocketChannel 在實例化過程中,會先實例化JDK底層的 SocketChannel,NioServerSocketChannel 也一樣,會先實例化 ServerSocketChannel 實例:

 

說到這里,我們順便再繼續往里看一下NioSocketChannel的構造方法:

1public NioSocketChannel(SelectorProvider provider) {
2    this(newSocket(provider));
3}

 

剛才我們看到這里newSocket(provider)創建了底層的SocketChannel 實例我們繼續往下看構造方法:

1public NioSocketChannel(Channel parent, SocketChannel socket) {
2    super(parent, socket);
3    config = new NioSocketChannelConfig(this, socket.socket());
4}

上面有兩行代碼,第二行代碼很簡單,實例化了內部的 NioSocketChannelConfig 實例,它用於保存channel的配置信息,這里沒有我們現在需要關心的內容,直接跳過。

第一行調用父類構造器,除了設置屬性外,還設置了SocketChannel的非阻塞模式:

 1protected AbstractNioByteChannel(Channel parent, SelectableChannel ch) {
 2    // 毫無疑問,客戶端關心的是 OP_READ 事件,等待讀取服務端返回數據
 3    super(parent, ch, SelectionKey.OP_READ);
 4}
 5
 6// 然后是到這里
 7protected AbstractNioChannel(Channel parent, SelectableChannel ch, int readInterestOp) {
 8    super(parent);
 9    this.ch = ch;
10    // 我們看到這里只是保存了 SelectionKey.OP_READ 這個信息,在后面的時候會用到
11    this.readInterestOp = readInterestOp;
12    try {
13        // ******設置 channel 的非阻塞模式******
14        ch.configureBlocking(false);
15    } catch (IOException e) {
16        ......
17    }
18}

 

NioServerSocketChannel的構造方法類似,也設置了非阻塞,然后設置服務端關心的SelectionKey.OP_ACCEPT事件:

1public NioServerSocketChannel(ServerSocketChannel channel) {
2    // 對於服務端來說,關心的是 SelectionKey.OP_ACCEPT 事件,等待客戶端連接
3    super(null, channel, SelectionKey.OP_ACCEPT);
4    config = new NioServerSocketChannelConfig(this, javaChannel().socket());
5}

 

這節關於Channel的內容我們先介紹這么多,主要就是實例化了JDK層的SocketChannel或ServerSocketChannel,然后設置了非阻塞模式,我們后面再繼續深入下去。

 

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