从example开始

先看源码结构，如下图，netty包含几个核心部分：

netty源码结构

1， buffer：ByteBuf类的实现，类似jdk自带的ByteBuffer，区别是ByteBuffer读写用同一个指针，netty觉得使用麻烦，就自己开发类ByteBuf，分别维护readIndex和writeIndex。实现细节以及对比分析之后会有文章专门分析。

2， codec/codec-*：网络传输的都是字节流，程序的输入输出参数一般是java对象，所以需要编码和解码。从底层的channel读到的原始数据都存放在ByteBuf里，要写入channel的数据也必须先转换为ByteBuf。于是就有了一下几个类：ByteToMessageDecoder，MessageToMessageDecoder，MessageToByteEncoder，MessageToMessageEncoder，还有两个编码解码融为一体的类：ByteToMessageCodec，MessageToMessageCodec，顾名思义。整个codec实现细节稍后专门分析。

3，example：包含示例，此文章的重点，也是分析任何源码必不可少要看的。

4，handler/handler-proxy：此handler并不是ChannelHandler，稍后分析。

5，transport/transport-*：各种传输协议的实现，有一个有趣的发现，transport-native-kqueue/transport-native-epoll这两个模块都需要通过c调用操作系统的IO多播api，侧面也反应出一个问题：java的nio在linux/osx上应该是使用的poll，在windows上使用的select。关于此问题以及IO多播稍后专门分析。

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开始本文的重点，从example中的echo开始，echo实现的功能：client初始化一个ByteBuf，填充数字，然后在connect上server之后发送这个ByteBuf到server，server直接把自己收到的数据原样返回，client收到server的响应之后，再把响应信息原样发给server。

echo server端的核心代码

ServerBootstrap和Bootstrap都继承AbstractBootstrap，区别是ServerBootstrap要处理两种channel，一个是server channel，绑定到指定端口监听client的连接，同时还要处理client的连接channel。Bootstrap只需要处理client channel。所以ServerBootstrap比Bootstrap多一组以child开头的方法用于配置client channel。

必备核心组件：

1，EventLoopGroup：顾名思义，它包含一组EventLoop，哈哈，EventLoopGroup和EventLoop都实现接口ScheduledExecutorService，所以简单的说他们都是支持调度的线程池，只是EventLoop只有一个线程，b.group()用于指定分别处理server channel和client channel的线程池，也可以使用同一个线程池。处理server channel的线程池指定了只有一个线程，原因很简单，因为它只需要处理server channel的accept，accept之后的child channel都是交给第二个线程池处理的，稍后详细分析。

2，channel：实现底层的协议以及IO模型，bind方法调用时通过反射获取实例，细节稍后分析。

3，option：指定对应channel的协议相关参数。

4，attr：指定与channel关联的key-value数据，之后在handler中可以取回。

5，handler：指定server channel的处理链，b.bind()调用时，会在指定的handler链后面加上ServerBootstrapAcceptor，此handler的作用是accept client连接，然后把child*方法设置的参数配置到child channel上。

6， childHandler：指定client channel的handler，一般第一个handler用于初始化整个handler链，详细细节稍后分析。

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ServerBootstrap启动细节：

b.bind方法调用时，先通过channel指定的类的构造方法反射获取实例，然后是初始化channel实例，设置通过option方法指定的通信协议相关参数，设置通过attr方法指定的channel实例附加属性，把handler指定的handler添加到channel附加的pipeline里，第一个handler一般用于初始化整个pipeline，然后从pipeline里删除自己。最后一个步骤是把channel注册到对应的EventLoopGroup上。然后整个系统全靠EventLoopGroup上的线程检测到IO事件之后通过channel关联的pipeline的一组fire*方法触发各种事件了。

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有几个对应关系一定要捋清楚了：

每个channel都自带一个pipeline，每个pipeline里有一个ChannelHandlerContext双链表，用于保存添加到pipeline的每个channel handler。channel handler分为有状态和无状态(分局有没有实例变量区分。。。)，无状态的channel handler在用Sharable注解之后，同一个实例可以添加到多个pipeline，或者添加到同一个pipeline多次，否则会报错，每次添加都会检查handler里的added属性，添加成功之后改为true。ChannelHandlerContext用于维护handler，pipeline，EventLoop的关系，handler和pipeline是理论上多对多的关系，ChannelHandlerContext相当于中间表。ChannelHandlerContext每个实例都可以维护一个map，所以一个handler要维护状态有两种实现方法：1，实例变量，一个实例只能添加到一个pipeline；2，handler在ChannelHandlerContext的map上维护状态，自身是无状态的，可以多次添加到pipeline。

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每部分每个组件的细节在其他文章里有分析。对netty和java nio不熟的推荐两本书：Java IO, NIO and NIO 2.pdf和netty in action.pdf