Netty源码解析-服务端启动流程详解
之前讲了很多关于Netty的组件相关的知识以及Netty启动过程中的一些调用关系。下面通过一个官网的例子(稍微增加了修改)来说明整个启动过程的每一步到底做了什么。
1. 官网示例
下述例子是在官网的例子上做了一些修改，增加了NioServerSocketChannel设置ChannelHandler。也就是标号5的位置。
public class DiscardServer {
private int port;
public DiscardServer(int port) {
this.port = port;
}
public void run() throws Exception {
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1); // (1)
EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();// (2)
try {
ServerBootstrap b = new ServerBootstrap(); // (3)
b.group(bossGroup, workerGroup) // (3)
.channel(NioServerSocketChannel.class) // (4)
.handler(new ChannelInitializer<ServerSocketChannel>() {
@Override
protected void initChannel(ServerSocketChannel ch) {
ch.pipeline().addLast(new TimeServerBossOutHandler());
ch.pipeline().addLast(new TimeServerBossInHandler());
}
})// (5)
.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
@Override
public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
ch.pipeline().addLast(new TimeServerOutHandler());
ch.pipeline().addLast(new TimeServerInHandler());
}
})// (6)
.option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 128) // (7)
.childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true); // (8)
// Bind and start to accept incoming connections.
ChannelFuture f = b.bind(port).sync(); // (9)
// Wait until the server socket is closed.
// In this example, this does not happen, but you can do that to gracefully
// shut down your server.
f.channel().closeFuture().sync();
} finally {
workerGroup.shutdownGracefully();
bossGroup.shutdownGracefully();
}
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
int port = 8080;
if (args.length > 0) {
port = Integer.parseInt(args[0]);
}
new DiscardServer(port).run();
}
}
2.服务端启动流程详解分析
上述代码被分成了9个步骤，基本上涵盖了Netty的服务端基本开发。我们就一个个步骤分析，分析过程中两个将近的步骤会放在一起进行分析
2.1 EventLoopGroup的创建
步骤(1)、(2)创建**EventLoopGroup，上述代码创建的是NioEventLoopGroup**。那么做了一些什么事情呢？
Tips: EventLoopGroup还有 DefaultEventLoopGroup 、EpollEventLoopGroup(这个只能运行在Linux上面)
- 创建EventExecutor，也就是NioEventLoop。
- 创建Java NIO 的Selector, 这个是创建NioEventLoop的时候创建。
2.2 创建服务端的启动类
步骤（3）就是创建服务端的启动类，这个没什么好介绍的。创建完成后将bossGroup和workGroup分别设置到服务端启动服务类中。作用：
- bossGroup负责监听来自客户端的连接，以及将连接转交给workGroup处理
- workGroup主要负责客户端连接Channel的数据读写操作
2.3 设置创建的Channel的类型
对于服务端的设置Channel，其实有两类：ServerSocketChannel和SocketChannel，BossGroup创建的是ServerSocketChannel，而workGroup创建的是SocketChannel(这个会在下面讲到)。（4）这里设置的是boss的ChannelServerSocketChannel。
2.4 为ServerSocketChannel设置ChannelHandler
步骤（5）设置的ChannelServerSocketChannel的ChannelHandler，在不设置的情况下，其中有默认的添加 ChannelInitializer 在ServerBootstrap#init方法中：
@Override
void init(Channel channel) {
setChannelOptions(channel, newOptionsArray(), logger);
setAttributes(channel, newAttributesArray());
ChannelPipeline p = channel.pipeline();
final EventLoopGroup currentChildGroup = childGroup;
final ChannelHandler currentChildHandler = childHandler;
final Entry<ChannelOption<?>, Object>[] currentChildOptions = newOptionsArray(childOptions);
final Entry<AttributeKey<?>, Object>[] currentChildAttrs = newAttributesArray(childAttrs);
p.addLast(new ChannelInitializer<Channel>() {
@Override
public void initChannel(final Channel ch) {
final ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
ChannelHandler handler = config.handler();
if (handler != null) {
pipeline.addLast(handler); //(1)
}
ch.eventLoop().execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
pipeline.addLast(new ServerBootstrapAcceptor(
ch, currentChildGroup, currentChildHandler, currentChildOptions, currentChildAttrs));
}
});
}
});
}
上面代码标号1的位置就是将步骤（5）设置的ChannelHandler添加到ChannelServerSocketChannel所绑定的ChannelPipeline中。
2.5 为SocketChannel设置ChannelHandler
步骤（6）为SocketChannel设置ChannelHandler，这个和步骤5相似但是注意下ChannelInitializer中的泛型类C是不一样的，步骤（5）是ServerSocketChannel，而步骤（6）是SocketChannel。
2.6 ServerSocketChannel和SocketChannel的设置
步骤（7）、（8）分别设置ServerSocketChannel和SocketChannel的TCP以及其他相关的参数设置。
Tips: 以上的步骤，主要是创建启动服务类以及设置ChannelHandler和Channel的配置。
2.7 绑定端口启动服务
步骤（9）主要是绑定端口，然后将之前步骤的设置串连起来。将服务启动。
private ChannelFuture doBind(final SocketAddress localAddress) {
final ChannelFuture regFuture = initAndRegister();
final Channel channel = regFuture.channel();
if (regFuture.cause() != null) {
return regFuture;
}
if (regFuture.isDone()) {
ChannelPromise promise = channel.newPromise();
doBind0(regFuture, channel, localAddress, promise);
return promise;
} else {
final PendingRegistrationPromise promise = new PendingRegistrationPromise(channel);
regFuture.addListener(new ChannelFutureListener() {
@Override
public void operationComplete(ChannelFuture future) throws Exception {
Throwable cause = future.cause();
if (cause != null) {
promise.setFailure(cause);
} else {
promise.registered();
doBind0(regFuture, channel, localAddress, promise);
}
}
});
return promise;
}
}
- 创建NioServerSocketChannel的实例，在创建NioServerSocketChannel实例的同时也创建了当前NioServerSocketChannel的ID,内部接口Unsafe的实例对象，以及当前NioServerSocketChannel说绑定的ChannelPipeline。
- 对NioServerSocketChannel的实例进行初始化, 初始化做了哪些工作?
- NioServerSocketChannel设置之前设置的options配置
- NioServerSocketChannel属性
- 给NioServerSocketChannel的ChannelPipeline中添加ChannelInitializer，这里添加的ChannelInitializer会将之前案例代码中步骤（5）添加的ChannelHandler添加到NioServerSocketChannel的ChannelInitializer中，同时还添加了ServerBootstrapAcceptor(这个类的作用后面会讲到)
- 将NioServerSocketChannel的实例注册到BossGroup的EventLoop上面，对于Nio来说就是注册到NioEventLoop上面。
- 绑定启动服务器的本地端口，等待客户端连接
到这里就完成整个服务的启动工作。
3. 总结
netty服务端的启动和Java NIO的启动和工作的流程一致，只是将接收连接和处理连接的读写分开了。也就是Netty的Reactor的主从模型（图片来源网上）
我是蚂蚁背大象，文章对你有帮助点赞关注我，文章有不正确的地方请您斧正留言评论~谢谢