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Netty 源码解析(二):Netty 的 Channel

Netty 源码解析(二):Netty 的 Channel

作者: 猿灯塔 | 来源:发表于2020-04-29 09:52 被阅读0次

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    接下来的时间灯塔君持续更新Netty系列一共九篇

    Netty源码解析(一):开始

    当前:Netty 源码解析(二): Netty 的 Channel

    Netty 源码解析(三): Netty 的 Future 和 Promise

    Netty 源码解析(四): Netty 的 ChannelPipeline

    Netty 源码解析(五): Netty 的线程池分析

    Netty 源码解析(六): Channel 的 register 操作

    Netty 源码解析(七): NioEventLoop 工作流程

    Netty 源码解析(八): 回到 Channel 的 register 操作

    Netty 源码解析(九): connect 过程和 bind 过程分析

    今天呢!灯塔君跟大家讲:  

    Netty 的 Channel

    这节我们来看看 NioSocketChannel 是怎么和 JDK 底层的 SocketChannel 联系在一起的,它们是一对一的关系。NioServerSocketChannel 和 ServerSocketChannel 同理,也是一对一的关系。

    在 Bootstrap(客户端) 和 ServerBootstrap(服务端) 的启动过程中都会调用 channel(…) 方法:

    下面,我们来看 channel(…) 方法的源码:

    1// AbstractBootstrap

    2publicB channel(ClasschannelClass){

    3if(channelClass ==null) {

    4thrownewNullPointerException("channelClass");

    5}

    6returnchannelFactory(newReflectiveChannelFactory(channelClass));

    7}

    我们可以看到,这个方法只是设置了 channelFactory 为 ReflectiveChannelFactory 的一个实例,然后我们看下这里的 ReflectiveChannelFactory 到底是什么:

    newChannel() 方法是 ChannelFactory 接口中的唯一方法,工厂模式大家都很熟悉。我们可以看到,ReflectiveChannelFactory#newChannel() 方法中使用了反射调用 Channel 的无参构造方法来创建 Channel,我们只要知道,ChannelFactory 的 newChannel() 方法什么时候会被调用就可以了。

    对于NioSocketChannel,由于它充当客户端的功能,它的创建时机在connect(…)的时候;

    对于NioServerSocketChannel来说,它充当服务端功能,它的创建时机在绑定端口bind(…)的时候。

    接下来,我们来简单追踪下充当客户端的Bootstrap中NioSocketChannel的创建过程,看看NioSocketChannel是怎么和JDK 中的SocketChannel关联在一起的:

    1// Bootstrap

    2publicChannelFutureconnect(String inetHost,intinetPort){

    3returnconnect(InetSocketAddress.createUnresolved(inetHost, inetPort));

    4}

    然后再往里看到这个方法:

    1publicChannelFutureconnect(SocketAddress remoteAddress){

    2if(remoteAddress ==null) {

    3thrownewNullPointerException("remoteAddress");

    4// validate 只是校验一下各个参数是不是正确设置了

    5validate();

    6returndoResolveAndConnect(remoteAddress, config.localAddress());

    7}

    继续:

    1// 再往里就到这里了

    2privateChannelFuturedoResolveAndConnect(finalSocketAddress remoteAddress,finalSocketAddress localAddress){

    3// 我们要说的部分在这里

    4finalChannelFuture regFuture = initAndRegister();

    5finalChannel channel = regFuture.channel();

    6......

    7}

    然后,我们看initAndRegister()方法:

    1finalChannelFutureinitAndRegister(){

    2Channel channel =null;

    3try{

    4// 前面我们说过,这里会进行 Channel 的实例化

    5channel = channelFactory.newChannel();

    6init(channel);

    7}catch(Throwable t) {

    8...

    9}

    10...

    11returnregFuture;

    12}

    我们找到了channel = channelFactory.newChannel()这行代码,根据前面说的,这里会调用相应Channel的无参构造方法。

    然后我们就可以去看NioSocketChannel的构造方法了:

    1publicNioSocketChannel(){

    2// SelectorProvider 实例用于创建 JDK 的 SocketChannel 实例

    3this(DEFAULT_SELECTOR_PROVIDER);

    4}

    5

    6publicNioSocketChannel(SelectorProvider provider){

    7// 看这里,newSocket(provider) 方法会创建 JDK 的 SocketChannel

    8this(newSocket(provider));

    9}

    我们可以看到,在调用 newSocket(provider) 的时候,会创建JDK NIO的一个 SocketChannel实例:

    1privatestaticSocketChannelnewSocket(SelectorProvider provider){

    2try{

    3// 创建 SocketChannel 实例

    4returnprovider.openSocketChannel();

    5}catch(IOException e) {

    6thrownewChannelException("Failed to open a socket.", e);

    7}

    8}

    NioServerSocketChannel同理,也非常简单,从ServerBootstrap#bind(...)方法一路点进去就清楚了。

    所以我们知道了,NioSocketChannel 在实例化过程中,会先实例化JDK底层的 SocketChannel,NioServerSocketChannel 也一样,会先实例化 ServerSocketChannel 实例:

    说到这里,我们顺便再继续往里看一下NioSocketChannel的构造方法:

    1publicNioSocketChannel(SelectorProvider provider){

    2this(newSocket(provider));

    3}

    刚才我们看到这里newSocket(provider)创建了底层的SocketChannel 实例我们继续往下看构造方法:

    1publicNioSocketChannel(Channel parent, SocketChannel socket){

    2super(parent, socket);

    3config =newNioSocketChannelConfig(this, socket.socket());

    4}

    上面有两行代码,第二行代码很简单,实例化了内部的 NioSocketChannelConfig 实例,它用于保存channel的配置信息,这里没有我们现在需要关心的内容,直接跳过。

    第一行调用父类构造器,除了设置属性外,还设置了SocketChannel的非阻塞模式:

    1protectedAbstractNioByteChannel(Channel parent, SelectableChannel ch){

    2// 毫无疑问,客户端关心的是 OP_READ 事件,等待读取服务端返回数据

    3super(parent, ch, SelectionKey.OP_READ);

    4}

    5

    6// 然后是到这里

    7protectedAbstractNioChannel(Channel parent, SelectableChannel ch,intreadInterestOp){

    8super(parent);

    9this.ch = ch;

    10// 我们看到这里只是保存了 SelectionKey.OP_READ 这个信息,在后面的时候会用到

    11this.readInterestOp = readInterestOp;

    12try{

    13// ******设置 channel 的非阻塞模式******

    14ch.configureBlocking(false);

    15}catch(IOException e) {

    16......

    17}

    18}

    NioServerSocketChannel的构造方法类似,也设置了非阻塞,然后设置服务端关心的SelectionKey.OP_ACCEPT事件:

    1publicNioServerSocketChannel(ServerSocketChannel channel){

    2// 对于服务端来说,关心的是 SelectionKey.OP_ACCEPT 事件,等待客户端连接

    3super(null, channel, SelectionKey.OP_ACCEPT);

    4config =newNioServerSocketChannelConfig(this, javaChannel().socket());

    5}

    这节关于Channel的内容我们先介绍这么多,主要就是实例化了JDK层的SocketChannel或ServerSocketChannel,然后设置了非阻塞模式,我们后面再继续深入下去。

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