【Netty】七、服务端读取数据流程 - 源码解读

一、前言

上一章节中我们介绍了服务端的启动流程，并且服务端接收到新连接后，最终提交【NioSocketChannel注册】任务给workerGroup的NioEventLoop。

由于我们NioSocketChannel对应的ChannelPipeline添加了一个EchoServerHandler，所以此时NioSocketChannel对应的ChannelPipeline链是这样的：HeadContext -> EchoServerHandler -> TailContext，来看下EchoServerHandler的源码

public class EchoServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {

    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) {
        ctx.write(msg);
    }

    @Override
    public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) {
        ctx.flush();
    }

    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) {
        // Close the connection when an exception is raised.
        cause.printStackTrace();
        ctx.close();
    }
}

接下来看下workerGroup的NioEventLoop是如何执行【NioSocketChannel注册】任务的？

二、NioSocketChannel注册

这里假定该workerGroup的NioEventLoop对应的线程名为NioEventLoopGroup3-1。此时该workerGroup的NioEventLoop接收到了第一个任务，开始进行初始化工作，启动线程并绑定，开始执行NioEventLoop类的run方法。run方法的步骤之前已有介绍，这里不赘述。直接来看大致流程图，如下

可以看到，在runAllTasks方法中来执行任务【NioSocketChannel注册】，这里跟上面NioServerSocketChannel的注册调用的是同一个方法代码，大致流程其实和【NioServerSocketChannel注册】是一样的，但是有一个地方是不同的，就是NioSocketChannel的激活（之前NioServerSocketChannel的激活是单独提交一个任务）。这里直接调用DefaultChannelPipeline的fireChannelActive方法，在HeadContext的channelActive方法中，内部调用readIfIsAutoRead()方法来设置SelectionKey的监听事件，NioSocketChannel为READ事件。

【NioSocketChannel注册】任务执行完成之后，这时该workerGroup的NioEventLoop调用Selector的select方法进行阻塞，并监听该NioSocketChannel的READ事件。

三、读取客户端发送的数据

当接收到客户端发送过来的数据时，该workerGroup的NioEventLoop被唤醒，来看下NioEventLoop唤醒之后是如何读取数据的？

如上可以看到，当被唤醒之后会调用NioByteUnsafe的read方法，内部包括4个步骤：

1. 分配ByteBuf
2. 调用java nio的SocketChannel的read方法来读取数据
3. 调用DefaultChannelPipeline的fireChannelRead方法，从head开始往后逐一调用ChannelHandler的channelRead方法，具体步骤如下
   
   可以看到先调用了HeadContext的channelRead方法，紧接着执行EchoServerHandler的channelRead方法，由于其内部执行ctx.write方法，所以会直接回头调用重写了write方法的ChannelHandler，所以这里是调用HeadContext的write方法，其内部调用了ChannelOutboundBuffer的addMessage方法，将数据添加到出站消息的缓冲区中。
4. 调用DefaultChannelPipeline的fireChannelReadComplete方法，从head开始往后逐一调用ChannelHandler的channelReadComplete方法，具体步骤如下
   
   可以看到先调用了HeadContext的channelReadComplete方法，紧接着执行EchoServerHandler的channelReadComplete方法，由于其内部执行ctx.flush方法，所以会回头调用重写了flush方法的ChannelHandler，所以这里调用HeadContext的flush方法，其内部调用了SocketChannel的write方法，将数据写到客户端。

四、小结

至此服务端读取客户端发送的数据的流程就结束了，从该源码中我们可以看到NioEventLoop在其中扮演了至关重要的角色，其ChannelPipeline的编排也是重要的拓展点，虽然这里我们只是使用EchoServerHandler来演示流程，但实际开发中我们可以通过添加各种自定义的ChannelHandler来实现不同的业务逻辑。