netty源码学习之服务端客户端初始化

文章目录

    • 1. AbstractBootstrap类简介
      • 1.1. 核心方法
    • 2. netty服务端创建
      • 2.1. 服务端启动入口
      • 2.2. doBind()方法
      • 2.3. netty服务初始化
        • 2.3.1. initAndRegister()方法
        • 2.3.2. init()方法
        • 2.3.3. ServerBootstrapAcceptor作用
        • 2.3.4. register()方法
          • netty线程安全的特性
          • register0方法
      • 2.4. nety服务端口绑定
        • 2.4.1 doBind0()方法
        • 2.4.2 bind()方法
        • 2.4.3. fireChannelActive()
    • 3. netty客户端连接
      • 3.1. netty客户端入口
      • 3.2. doConnect()方法
      • 3.3 doConnect0()
      • 3.4. unsafe.connect
      • 3.5. NioSocketChannel.doConnect()方法
    • 4、netty一次请求响应过程总结

​ 在之前的文章中我们学习了 netty的io模型、netty的使用分析、netty线程模型、netty的ChannelPipeline类学习、netty的ChannelPromise类学习。下面我们从使用netty例子出发探究一下netty的工作流程(其中包括服务端和客户端的创建、一次完整的请求和响应)。

1. AbstractBootstrap类简介

在探究netty一次请求的完整流程之前我们先来了解一下XXXBootstrap组件。 它是netty为我们提供的便于我们使用的工具启动类。他以builder的模式让我们可以简单设置例如channel、TCP参数、相关处理器。其中客户端使用Bootstrap类,服务端使用ServerBootstrap类两者的基类为AbstractBootstrap类。

netty源码学习之服务端客户端初始化_第1张图片

1.1. 核心方法

AbstractBootstrap的

  • bind():netty服务端的与端口绑定,也是建立netty服务端的核心方法

Bootstrap的

  • connect():netty客户端与服务端进行连接,也是建立netty客户端的核心方法

补充说明:netty服务底层是使用NIO原理实现的,所以此处分析netty相关源码我们也分析到NIO层,至于NIO的底层原理实现请期待笔者后续的博文。

2. netty服务端创建

2.1. 服务端启动入口

​ netty服务端创建相关代码如下,服务端创建是使用bind()核心方法,下面来分析bind方法

//一、netty 服务端启动  
//.......省略ServerBootstrap构建过程
//绑定端口 netty服务端创建
ChannelFuture sync = serverBootstrap.bind(port).sync();
//服务监听端口关闭
sync.channel().closeFuture().sync();

bind()方法最终调用io.netty.bootstrap.AbstractBootstrap#doBind()方法,下面我们来分析netty服务端启动方法。

2.2. doBind()方法

private ChannelFuture doBind(final SocketAddress localAddress) {
     
    //正如其方法名一样 初始化channel,并进行channel和selector(多路复用器的注册绑定)
    //其返回值是netty自己封装的异步结果接口ChannelFuture
    final ChannelFuture regFuture = initAndRegister();
    final Channel channel = regFuture.channel();
    //如果异步结果中有异常则直接返回 此时:netty服务端初始化失败
    if (regFuture.cause() != null) {
     
        return regFuture;
    }

    final ChannelPromise promise;
    //上述的initAndRegister的结果是异步通知的 所有此处需要进行条件分支判断
    //如果上述操作已经完成(通道初始化完成)则直接进行doBind0()方法
    if (regFuture.isDone()) {
     
        promise = channel.newPromise();
        //channel和端口进行绑定操作
        doBind0(regFuture, channel, localAddress, promise);
    } else {
     
        //一般情况下initAndRegister会很快完成并给出结果 但是万一呢?
        promise = new DefaultChannelPromise(channel, GlobalEventExecutor.INSTANCE);
        //此处针对如果上述未完成 添加一个事件监听,待上述操作完成后触发doBind0()
        regFuture.addListener(new ChannelFutureListener() {
     
            @Override
            public void operationComplete(ChannelFuture future) throws Exception {
     
                doBind0(regFuture, channel, localAddress, promise);
            }
        });
    }
    return promise;
}

netty服务端启动和绑定过程并不复杂主要分成了两部分(两个核心方法)

  • 初始化: initAndRegister方法,该方法主要功能是创建Channel对象(网络请求的数据流通道),并整合ServerBootstrap相关配置比如工作线程(NioEventLoopGroup)、option(参数配置)、attr(属性)、添加相关处理器(ChannelHandler),最后将多路复用器Selector注册到Channel。
  • 端口绑定:doBind0方法,该方法主要将端口和channel进行绑定。

2.3. netty服务初始化

2.3.1. initAndRegister()方法

final ChannelFuture initAndRegister() {
     
    Channel channel;
    try {
     
        //1、创建网络通道Channel
        channel = createChannel();
    } catch (Throwable t) {
     
        return VoidChannel.INSTANCE.newFailedFuture(t);
    }

    try {
     
        //2、为channel配置 线程、option、attr、事件处理器ChannelHandler
        init(channel);
    } catch (Throwable t) {
     
        channel.unsafe().closeForcibly();
        return channel.newFailedFuture(t);
    }

    ChannelPromise regFuture = channel.newPromise();
    //channel注册多路复用器selector
    channel.unsafe().register(regFuture);
    if (regFuture.cause() != null) {
     
        if (channel.isRegistered()) {
     
            channel.close();
        } else {
     
            channel.unsafe().closeForcibly();
        }
    }
    return regFuture;
}

netty服务端初始化也可以分成三部分

  1. 创建netty的channel对象,因为我们在构建的ServerBootstrap对象的时候调用了channel方法传入NioServerSocketChannel.class
//调用channel(NioServerSocketChannel.class)方法 会创建ServerBootstrapChannelFactory
return channelFactory(new ServerBootstrapChannelFactory<ServerChannel>(channelClass));

createChannel方法调用ServerBootstrapChannelFactory的newChannel(),通过反射调用NioServerSocketChannel的构造函数

//构建函数
public NioServerSocketChannel(EventLoop eventLoop, EventLoopGroup childGroup) {
     
    //父构造函数 newSocket()创建一个NIO的ServerSocketChannel 和eventLoop线程以及工作线程childGroup
    //包装成NioServerSocketChannel
    super(null, eventLoop, childGroup, newSocket(), SelectionKey.OP_ACCEPT);
    config = new DefaultServerSocketChannelConfig(this, javaChannel().socket());
}
  1. 初始化channel配置:init()方法整合ServerBootstrap相关配置比如工作线程(NioEventLoopGroup)、option(参数配置)、attr(属性)、添加相关处理器(ChannelHandler)并配置childHandler、currentChildOptions、currentChildAttrs包装成ServerBootstrapAcceptor
  2. channel注册selector:通过channel的unsafe对象(io.netty.channel.AbstractChannel.AbstractUnsafe)的register方法。

2.3.2. init()方法

​ 在上述方法的第二部分init()方法初始化channel配置最终实现类为io.netty.bootstrap.ServerBootstrap#init。

void init(Channel channel) throws Exception {
     
    //获取AbstractBootstrap的options(TCP配置信息) 设置到ChannelConfig中
    final Map<ChannelOption<?>, Object> options = options();
    synchronized (options) {
     
        channel.config().setOptions(options);
    }
    //获取AbstractBootstrap的attr属性 设置到Attribute中
    final Map<AttributeKey<?>, Object> attrs = attrs();
    synchronized (attrs) {
     
        for (Map.Entry<AttributeKey<?>, Object> e: attrs.entrySet()) {
     
            @SuppressWarnings("unchecked")
            AttributeKey<Object> key = (AttributeKey<Object>) e.getKey();
            channel.attr(key).set(e.getValue());
        }
    }
    //获取AbstractBootstrap的ChannelHandler 添加到ChannelHandlerPipline中
    ChannelPipeline p = channel.pipeline();
    if (handler() != null) {
     
        p.addLast(handler());
    }
    //子类型的Handler、options、attrs (用户一般使用会创建ChannelInitializer 并通过initChannel
    // 添加自定义的ChannelHandler)
    final ChannelHandler currentChildHandler = childHandler;
    final Map.Entry<ChannelOption<?>, Object>[] currentChildOptions;
    final Map.Entry<AttributeKey<?>, Object>[] currentChildAttrs;
    synchronized (childOptions) {
     
        currentChildOptions = childOptions.entrySet().toArray(newOptionArray(childOptions.size()));
    }
    synchronized (childAttrs) {
     
        currentChildAttrs = childAttrs.entrySet().toArray(newAttrArray(childAttrs.size()));
    }
    //将在ServerBootstrap通过childHandler()、childOptions()、childAttrs()等方法
    // childHandler、currentChildOptions、currentChildAttrs 包装成ServerBootstrapAcceptor使用
    p.addLast(new ChannelInitializer<Channel>() {
     
        @Override
        public void initChannel(Channel ch) throws Exception {
     
            //ServerBootstrapAcceptor
            ch.pipeline().addLast(new ServerBootstrapAcceptor(currentChildHandler, currentChildOptions,
                    currentChildAttrs));
        }
    });
}

init()方法的分析可以分成如下部分,

  1. options:通过ServerBootstrap设置的options添加到channel的ChannelConfig实例中(DefaultServerSocketChannelConfig实现类在createChannel方法中实现的)

  2. attrs:通过ServerBootstrap设置的attrs添加到channel的Attribute中。

  3. handler:过ServerBootstrap设置的handler添加到ChannelHandlerPipline中。

  4. 为通道添加一个ChannelInitializer实现类,该类是一个继承ChannelHandlerAdapter的抽象类,其只重写了channelRegistered事件,当channel通过后面的方法 channel.unsafe().register(regFuture) 注册后会触发其中的channelRegistered方法。

  5. 当前的channel进行注册成功后会将childHandler、currentChildOptions、currentChildAttrs 包装成ServerBootstrapAcceptor使用,ServerBootstrapAcceptor是一个特殊的ChannelHandler,该类也是继承了ChannelHandlerAdapter,其重写了channelRead事件,每当有一个客户端连接进来后,会先进入到ServerBootstrapAcceptor的channelRead()。

    补充: channelRegistered事件:channel和selector注册后会触发该方法

    ​ channelRead事件:每当有一个客户端连接进来后,会先进入到ServerBootstrapAcceptor的channelRead()

    上述的4和5步骤我们需要了解ChannelInitializer实现,同时对ServerBootstrapAcceptor类作用进行介绍。

2.3.3. ServerBootstrapAcceptor作用

 p.addLast(new ChannelInitializer<Channel>() {
     
        @Override
        public void initChannel(Channel ch) throws Exception {
     
            //Channel添加ServerBootstrapAcceptor
            ch.pipeline().addLast(new ServerBootstrapAcceptor(currentChildHandler, currentChildOptions,
                    currentChildAttrs));
        }
    });

​ 在上述init()方法中最终在ChannelPipline通过addLast方法 添加了一个匿名实现ChannelInitializer

public final void channelRegistered(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
     
    ChannelPipeline pipeline = ctx.pipeline();
    boolean success = false;
    try {
     
        //提供的抽象方法 用于自定义实现
        initChannel((C) ctx.channel());
        //将其从ChannelPipline中移除
        pipeline.remove(this);
        //将channelRegistered事件透传到别的ChannelHandler
        ctx.fireChannelRegistered();
        success = true;
    } catch (Throwable t) {
     
        //异常处理
    } finally {
     
    }
}

ChannelInitializer类的作用是处理channelRegistered事件,主要是执行initChannel,然后移除本匿名ChannelInitializer实现类。结合上述netty源码,这里就是往pipline中添加ServerBootstrapAcceptor对象同时移除这里的ChannelInitializer实现类。

在之前的博文中netty的 线程模型 Reactor多线程模型中 netty会通过注册一个Acceptor事件处理器到mainReactor中,Acceptor事件处理器所关注的事件是ACCEPT事件,这样mainReactor会监听客户端向服务器端发起的连接请求事件(ACCEPT事件),Acceptor会将客户端的I/O事件分发到sub Reactor线程池。 ServerBootstrapAcceptor对象的作用是那个所谓的Acceptor事件处理器,其重写了channelRead方法。

//该方法触发条件是 每一个客户端与服务端建立连接后都会调用该方法
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) {
     
    //msg是客户端连接服务端创建的Channel(NioSocketChannel) 强转为Channel
    Channel child = (Channel) msg;
    //为ChannelPipeline添加childHandler(通过ServerBootstrap的childHandler()方法设置的)
    child.pipeline().addLast(childHandler);
    //childOptions配置到客户端Channel的ChannelConfig中
    for (Entry<ChannelOption<?>, Object> e: childOptions) {
     
        try {
     
            if (!child.config().setOption((ChannelOption<Object>) e.getKey(), e.getValue())) {
     
                logger.warn("Unknown channel option: " + e);
            }
        } catch (Throwable t) {
     
            logger.warn("Failed to set a channel option: " + child, t);
        }
    }
    //childOptions配置到客户端Channel的attr中
    for (Entry<AttributeKey<?>, Object> e: childAttrs) {
     
        child.attr((AttributeKey<Object>) e.getKey()).set(e.getValue());
    }
    //客户端Channel进行注册 
    child.unsafe().register(child.newPromise());
}

这个方法和我们上面的init方法的Channel的注册逻辑相似。这里需要补充说明一下:Channel注册分为ServerSocketChannel和SockerChannel注册,服务端启动的时候会先进行ServerSocketChannel的注册,启动完成后,每当有一个客户端连接过来,会进行一次SocketChannel注册。所以之前的init方法注册的是netty服务端的channel而这里的注册是netty客户端的channel。

2.3.4. register()方法

下面我们继续来分析initAndRegister方法的第三部分注册,其调用不是由channel直接调用而是使用channel的工具类Unsafe类的register()方法去执行真正的注册逻辑。

public final void register(final ChannelPromise promise) {
     
    //netty使用这种机制保证线程安全
    //如果调用和eventloop是同一个线程 则直接调用
    if (eventLoop.inEventLoop()) {
     
        register0(promise);
    } else {
     
        try {
     
            //否则将调用包装成任务交由eventloop  
            eventLoop.execute(new Runnable() {
     
                @Override
                public void run() {
     
                    register0(promise);
                }
            });
        } catch (Throwable t) {
     
           //异常处理
        }
    }
}
netty线程安全的特性

1.一个EventLoopGroup当中包含一个或多个EventLoop
2.一个EventLoop在其生命周期内只和唯一的一个Thread线程绑定(即一个io线程)
3.所有由EventLoop处理的各种io事件都将在其所关联的io线程上执行,因为是单线程保证了线程安全
4.一个Channel在其生命周期内只会注册在一个EventLoop(selector)上
5.运行期间,一个EventLoop会被分配给一个或多个channel

register0方法
private void register0(ChannelPromise promise) {
     
    try {
     
        //注册之前确保channel通道是打开状态
        if (!ensureOpen(promise)) {
     
            return;
        }
        //调用底层NIO的将Channel注册到selector(多路复用器)
        doRegister();
        registered = true;
        promise.setSuccess();
        //将channelRegistered事件透传(事件往后传递让别的对该事件感兴趣的
        // ChannelHandler处理器进行处理) (这里我们所有实现了channelRegistered都有可能接受到该事件 调用自己initChannel方法)
        pipeline.fireChannelRegistered();
        //javaChannel().socket().isBound()
        //isBound() 方法判断 ServerSocket 是否已经与一个端口绑定 此时应该没有绑定
        if (isActive()) {
     
            //产生一个channelActive事件 放入pipeline中
            pipeline.fireChannelActive();
        }
    } catch (Throwable t) {
     
       //异常处理
    }
}

netty源码学习之服务端客户端初始化_第2张图片

该方法主要分成三个部分

  1. 调用java底层的NIO的api将channel注册到eventLoop的selector(一个selector可以轮询处理多个线程,所以一个eventLoop可以和多个channel进行绑定),eventLoop的selector是创建EventLoopGroup的子EventLoop初始化的。 ops为0表明此处只简单的注册不对任何事件感兴趣。

  2. fireChannelRegistered :将channelRegistered事件透传(事件往后传递让别的对该事件感兴趣的ChannelHandler处理器进行处理)。

  3. ServerSocket 如果和一个端口绑定了就产生一个channelActive事件 放入pipeline中。

2.4. nety服务端口绑定

2.4.1 doBind0()方法

private static void doBind0(
        final ChannelFuture regFuture, final Channel channel,
        final SocketAddress localAddress, final ChannelPromise promise) {
     
    //在触发channelRegistered()之前调用此方法。给用户处理程序一个设置的机会 
    channel.eventLoop().execute(new Runnable() {
     
        @Override
        public void run() {
     
            //上述的initAndRegister()方法处理完成且成功
            if (regFuture.isSuccess()) {
     
                //服务端Channel进行端口绑定,并添加异步结果监听(绑定结果失败的话关闭channel)
                channel.bind(localAddress, promise).addListener(ChannelFutureListener.CLOSE_ON_FAILURE);
            } else {
     
                //失败设置失败信息
                promise.setFailure(regFuture.cause());
            }
       }
    });
}

不解释,直接看channel的bind方法

2.4.2 bind()方法

//调用pipeline的bind方法 
public ChannelFuture bind(SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise) {
     
    return pipeline.bind(localAddress, promise);
}
//调用pipeline管理的chanelHandler列表
public ChannelFuture bind(SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise) {
     
        return tail.bind(localAddress, promise);
}
//从tail往前查找对bind事件刚兴趣的ChannelHandler
public ChannelFuture bind(final SocketAddress localAddress, final ChannelPromise promise) {
     
  DefaultChannelHandlerContext next = findContextOutbound(MASK_BIND);
  next.invoker.invokeBind(next, localAddress, promise);
  return promise;
}

//通过调用其运行环境invoker中的invokeBindNow方法
 ctx.handler().bind(ctx, localAddress, promise);

//最终查找到header
public void bind(
     ChannelHandlerContext ctx, SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise)
     throws Exception {
     
  unsafe.bind(localAddress, promise);
}

调用链如下:

channel.bind()
    -->pipeline.bind()
      -->next.invoker.invokeBind()
        -->header.bind()
public final void bind(final SocketAddress localAddress, final ChannelPromise promise) {
     
    //确保
    if (!ensureOpen(promise)) {
     
        return;
    }
    //端口绑定之前 wasActive 为false  
    //调用方法isBound() 方法判断 ServerSocket 是否已经与一个端口绑定
    boolean wasActive = isActive();
    try {
     
        //最终调用java原生NIO api进行端口绑定
        doBind(localAddress);
    } catch (Throwable t) {
     
    }
    //端口绑定后isActive() 为true 则此时产生一个channelActive事件
    if (!wasActive && isActive()) {
     
        invokeLater(new Runnable() {
     
            @Override
            public void run() {
     
                //产生channelActive事件放入管道 同时selector监听ON_ACCEPT事件
                pipeline.fireChannelActive();
            }
        });
    }
    //成功异步操作标识
    promise.setSuccess();
}

netty源码学习之服务端客户端初始化_第3张图片

两部分

  • 调用java原生NIO api进行端口绑定。
  • 产生channelActive事件放入管道。同时该方法还会给多路复用器添加一个ON_ACCEPT事件,服务端准备就绪可以接收客户端的连接请求。

2.4.3. fireChannelActive()

​ 上述服务端创建过程以经接近尾声,channel完成了初始化、同时注册了多路复用器(监听的事件是0)不对任何事件感兴趣,这里是有点疑问,后续客户端连接和读写事件怎么处理?别着急这里为多路复用器添加感兴趣的事件在fireChannelActive方法中 下面我们来看看该方法逻辑

public ChannelPipeline fireChannelActive() {
     
    //触发pipeline中ChannelHandler的channelActive事件
    head.fireChannelActive();
    //调用chanel的read(autoRead属性默认为true)
    if (channel.config().isAutoRead()) {
     
        //调用链如下:
        //  channel.read()
        //      -----> pipeline.read
        //          ------>tail.read() 从tail往上查找符合MASK_READ的ChannelHandler 这里找到的是headHandler
        //             ------>unsafe.beginRead();  调用channel的unsafe
        //。             ------> unsafe.doBeginRead();找到最终调用,我们分析一下该方法
        channel.read();
    }
    return this;
}
protected void doBeginRead() throws Exception {
     
    if (inputShutdown) {
     
        return;
    }
    //获取当前channel感兴趣的SelectionKey(java的NIO四种事件集合)
    final SelectionKey selectionKey = this.selectionKey;
    if (!selectionKey.isValid()) {
     
        return;
    }
    final int interestOps = selectionKey.interestOps();
    //readInterestOp是该channel在初始化阶段传入的ON_ACCEPT事件
    //所以此处将channel的interestOps为0 添加监听ON_ACCEPT事件
    if ((interestOps & readInterestOp) == 0) {
     
        selectionKey.interestOps(interestOps | readInterestOp);
    }

netty服务端经历了Channel的初始化、注册多路复用器、绑定端口、添加对客户端连接事件的监听分析到这里有关netty服务端创建过程完成。贴一个完成的流程图
netty源码学习之服务端客户端初始化_第4张图片

3. netty客户端连接

3.1. netty客户端入口

netty客户端创建相关代码如下,服务端创建是使用bind()核心方法,下面来分析bind方法

//一、netty 客户端启动  
//.......省略Bootstrap构建过程
//发起异步连接请求
ChannelFuture sync = bootstrap.connect(host,port).sync();
//客户端监听端口关闭
sync.channel().closeFuture().sync();

connect()方法最终调用io.netty.bootstrap.AbstractBootstrap#doConnect()方法,下面我们来分析netty客户端连接方法。其实netty客户端建立连接的过程和netty服务端启动过程类似,这里我们也只对区别说明。

3.2. doConnect()方法

private ChannelFuture doConnect(final SocketAddress remoteAddress, final SocketAddress localAddress) {
     
    //netty客户端初始化类似netty服务端类似 
    final ChannelFuture regFuture = initAndRegister();
    final Channel channel = regFuture.channel();
    if (regFuture.cause() != null) {
     
        return regFuture;
    }
    
    final ChannelPromise promise = channel.newPromise();
    //此处不再是doBind0方法而是doConnect0方法
    if (regFuture.isDone()) {
     
        doConnect0(regFuture, channel, remoteAddress, localAddress, promise);
    } else {
     
        regFuture.addListener(new ChannelFutureListener() {
     
            @Override
            public void operationComplete(ChannelFuture future) throws Exception {
     
                doConnect0(regFuture, channel, remoteAddress, localAddress, promise);
            }
        });
    }

    return promise;
}

netty服务端启动和绑定过程并不复杂主要分成了两部分(两个核心方法)

  • 初始化: initAndRegister方法,该方法主要功能是创建Channel对象(网络请求的数据流通道),

    1. createChannel方法netty客户端是通过BootstrapChannelFactory对象创建的是NioSocketChannel实例,netty服务端是通过ServerBootstrapChannelFactory对象创建NioServerSocketChannel

    2. init(Bootstrap实现)方法只是添加handler、options、attr,netty服务端init(ServerBootstrap) 还会将child相关配置包装成ServerBootstrapAcceptor

    3. register0实现方式两者一致

  • 连接建立:doConnect0方法,该方法绑定客户端channel并和netty服务端建立连接。着重描述。

3.3 doConnect0()

private static void doConnect0(
        final ChannelFuture regFuture, final Channel channel,
        final SocketAddress remoteAddress, final SocketAddress localAddress, final ChannelPromise promise) {
     

    channel.eventLoop().execute(new Runnable() {
     
        @Override
        public void run() {
     
            if (regFuture.isSuccess()) {
     
                //客户端连接建立
                if (localAddress == null) {
     
                    channel.connect(remoteAddress, promise);
                } else {
     
                    channel.connect(remoteAddress, localAddress, promise);
                }
                //连接建立失败监听 关键channel
                promise.addListener(ChannelFutureListener.CLOSE_ON_FAILURE);
            } else {
     
                promise.setFailure(regFuture.cause());
            }
        }
    });
}

调用链如下:

pipeline.connect(remoteAddress, localAddress, promise)
      --------->tail.connect(remoteAddress, localAddress, promise)
         ---------->findContextOutbound //从tail往前查找对connect感兴趣的HeadHandler
           ---------->unsafe.connect(remoteAddress, localAddress, promise) //最终调用unsafe.connect

3.4. unsafe.connect

​ connect实际调用的是AbstractNioUnsafe的connect方法

public void connect(
        final SocketAddress remoteAddress, final SocketAddress localAddress, final ChannelPromise promise) {
     
    if (!ensureOpen(promise)) {
     
        return;
    }

    try {
     
        if (connectPromise != null) {
     
            throw new IllegalStateException("connection attempt already made");
        }

        boolean wasActive = isActive();
        //调用Java原生API 与服务端建立连接。
        //连接立即建立的话直接调用fulfillConnectPromise(作用是连接建立完成触发channelActive和channel的read方法,
        //表示通道中已经有了可读的数据,可以执行读操作了)
        if (doConnect(remoteAddress, localAddress)) {
     
            fulfillConnectPromise(promise, wasActive);
        } else {
     
            //否则异步处理连接请求
            connectPromise = promise;
            requestedRemoteAddress = remoteAddress;

            //如果设置了超时事件则创建一个延时任务(延时事件即为超时时间,里面用来处理超时连接的问题)
            int connectTimeoutMillis = config().getConnectTimeoutMillis();
            if (connectTimeoutMillis > 0) {
     
                connectTimeoutFuture = eventLoop().schedule(new Runnable() {
     
                    @Override
                    public void run() {
     
                        ChannelPromise connectPromise = AbstractNioChannel.this.connectPromise;
                        ConnectTimeoutException cause =
                                new ConnectTimeoutException("connection timed out: " + remoteAddress);
                        if (connectPromise != null && connectPromise.tryFailure(cause)) {
     
                            close(voidPromise());
                        }
                    }
                }, connectTimeoutMillis, TimeUnit.MILLISECONDS);
            }
            //注册一个连接完成的监听 如果完成说明异步连接成功 则取消之前超时处理延迟任务
            promise.addListener(new ChannelFutureListener() {
     
                @Override
                public void operationComplete(ChannelFuture future) throws Exception {
     
                    if (future.isCancelled()) {
     
                        if (connectTimeoutFuture != null) {
     
                            connectTimeoutFuture.cancel(false);
                        }
                        connectPromise = null;
                        close(voidPromise());
                    }
                }
            });
         }
    } catch (Throwable t) {
     
        //省略异常处理   
    }
}

方法逻辑如下:

   1. doConnect 调用原生java API 进行和服务端建立连接
   2. 连接立即建立:接着调用fulfillConnectPromise 触发客户端的读请求 发送数据到channel
   3. 连接异步建立:设置超时任务处理连接(连接成功后该Channel注册在NioEventLoop上selector会轮循所有的事件进行处理)可以进行后续的读请求处理。

3.5. NioSocketChannel.doConnect()方法

@Override
protected boolean doConnect(SocketAddress remoteAddress, SocketAddress localAddress) throws Exception {
     
    if (localAddress != null) {
     
        //调用原生java NIO 客户端socket绑定端口
        javaChannel().socket().bind(localAddress);
    }

    boolean success = false;
    try {
     
        //调用原生java NIO 客户端socket发起服务端建立连接 
        //此时客户端会在服务端channel ON_ACCEPT事件 此时服务端添加的ServerBootstrapAcceptor对象的
        //channelRead方法为服务端处理请求添加业务自定义的ChannelHandler。
        boolean connected = javaChannel().connect(remoteAddress);
        if (!connected) {
     
            //连接建立是异步的
            //所以此处该channel还需要监听 服务端建立完连接的ON_CONNECT事件
            selectionKey().interestOps(SelectionKey.OP_CONNECT);
        }
        success = true;
        return connected;
    } finally {
     
        if (!success) {
     
            doClose();
        }
    }
}

4、netty一次请求响应过程总结

netty源码学习之服务端客户端初始化_第5张图片

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