Java NIO 圖解 Netty 服務端啟動的過程

来源:https://www.cnblogs.com/Jcloud/archive/2023/08/30/17666644.html
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本文在瞭解netty核心組件的前提下,進一步瞭解組件如何在整個伺服器啟動過程如何被創建,如何組件之間配合來使用。首先也是先瞭解下大概服務端的啟動過程,並且在瞭解過程中我們帶著自己的問題去在學習過程中探尋答案 ...


一.啟動概述

瞭解整體Netty常用的核心組件後,並且對比了傳統IO模式。在對比過程中,找到了傳統IO對應Netty中是如何實現的。最後我們瞭解到在netty中常用的那些組件。


本文在瞭解下這些核心組件的前提下,進一步瞭解組件如何在整個伺服器啟動過程如何被創建,如何組件之間配合來使用。首先也是先瞭解下大概服務端的啟動過程,並且在瞭解過程中我們帶著自己的問題去在學習過程中探尋答案。

1.1 啟動概述

1.2 啟動問題

  1. netty服務端啟動是如何設置非阻塞模式的?
  2. 服務端啟動後事件是如何註冊到selector上?

二.啟動詳述

2.1 channel 創建

還是一樣首先在channel創建過程大概有哪些過程

  • bind

  • initAndRegister

  • 預設構造函數創建channel

具體調用關係

時序圖中從1,2,3步都好理解。

2.1.1 創建channelFactory

從類的反射得到channel這裡是一個關鍵點需要說明:


圖中直接使用channelFactory來實現了channel的實例化.那麼就按圖索驥這個channelFactory是什麼時候賦值的。

圖中我們一步步找到channelFactory的路徑。我們再看第三步是誰調用了
channel(Class<? extends C> channelClass) 創建了channelFactory。最後發現我們在bootstrap設置channel屬性的時候設置了channelFactory。

走到這裡我們才真正進入知道在bootstrap設置NioServerSocketChannel。並利用NioServerSocketChannel創建。

上述步驟我們小結一下。通過設置bootstrap的Channel屬性來設置服務端NioServerSocketChannel生成了channelFactory。channelFactory 來主動調用傳入的class來構造channel。

2.2.2 NioServerSocketChannel預設構造函數創建Channel

從上圖中我們知道該構造工廠是調用類的構造函數來進行初始化,通過代碼中我們知道構造類為NioServerSocketChannel。那麼就看下NioServerSocketChannel構造過程。

先上來還是看下整體步驟:


通過預設的newSocket方法創建了jdk底層的channel,然後通過Channel的配置了channel的id,對應channel底層的讀寫unsafe組件,channel對應的邏輯處理pipeline,
最後通過configureBlocking設置channel為非阻塞模式【回答了我們第一個問題】。
第三步:通過channelConfig設置一些tcp層面的設置

至此channel創建完成

2.2 channel 初始化

通過上面2.1 整個channel已經創建完成。第二大步在創建channel的基礎上,給channel做一些屬性配置。


上圖設置用的屬性 對應到代碼中 為如下的代碼


這裡均為一些自己的屬性和配置的設置,至此channel的創建和初始化完成。這裡的配置用以客戶端新建連接時進行設置。

2.3 selector 註冊

還是先整體看下 整個 selector 流程,是如何將channel註冊到selector上。

ps:以上代碼流程需要一層層通過斷點方式進行跟蹤。

第一步:AbstractBootStrap register 入口

以上的步驟完成channel的創建和初始化,通過initAndRegister內部方法來實現selector掛載.

第二步:調用

io.netty.channel.MultithreadEventLoopGroup#register(io.netty.channel.Channel)

register方法中通過next方法獲取下一個可以調用EventLoop來調用它的register方法

第三步:調用

io.netty.channel.SingleThreadEventLoop#register(io.netty.channel.Channel)

調動channel.unsafe.register 方法獲取channel底層操作,並調用unsafe的register方法

第四步:通過調用abstract Nio Channel 將channel註冊到eventLoop的selector中【第二個問題的答案】,並將當前channel作為attache與socket channel關聯。

完成對應的selector 和 channel 綁定之後如果有相應的事件回調會進行事件回調操作,這裡需要的話需要繼承ChannelInboundHandlerAdapter中對應的方法channelRegistered, channelActive。

至此nio channel 通過java 底層的socketchannel綁定 到指定的selector ,完成selector與niochannel 的註冊過程。

2.4 埠綁定

基本步驟

第一步:底層埠channel綁定

第二步:最終調用AbstractNioChannel doBeginRead方法。

激活channel 並向selector 註冊 read 事件。

三 .總結

整體瞭解到netty服務端的啟動過程。

  1. 通過NioServerSocketChannel的channelFactory創建channelFactory方法

  2. channelFactory 通過反射調用nioServerSocketChannel構造函數。創建channel對象

  3. channel通過NioServerSocketChannelConfig將自定義的option,attr,handler設置完成。

  4. abstract Nio Channel調用register方法實現selector和channel的綁定

  5. 最終調用java channel 進行埠綁定並向selector 註冊read事件

整體netty服務端啟動完成。

作者:京東科技 陳方林

來源:京東雲開發者社區 轉載請註明來源


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