【Netty系列_3】Netty源码分析之服务端channel

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前言

• 学习源码要有十足的耐性！越是封装完美的框架，内部就越复杂，源码很深很长！不过要抓住要点分析，实在不行多看几遍，配合debug,去一窥优秀框架的精髓！从而提高自己！分享他人！

• 作为一款优秀的网络通信框架，Netty经历过无数的生产验证，今天我们就一窥究竟，研究下Netty的源码，如果你对Netty的工作原理不清楚，或者对NIO不清楚，那么我建议你去好好补补空缺，或者看下我的前两篇文章【Netty系列1】Netty简介与I/O&线程模型 【Netty系列2】Netty线程模型与核心组件解析(上)

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在学习源码前我，我们还是看下Netty工作的线程模型 (心中牢记此图，方可事半功倍)

分析源码前我们先看一段经典的Netty客户端&服务端代码

下面我们来看一段比较经典的Netty服务端代码，实际在开发Netty服务器时，基本也是以这段代码为模板，增添我们业务上的东西罢了(比如自定义的channelHandler或者编解码器等等)。

• Netty 服务端 ```java private static final int PORT = 8000;

public static void main(String[] args) { //设置boss线程组用于accept NioEventLoopGroup boosGroup = new NioEventLoopGroup(); //设置worker线程组用于 read write 处理业务逻辑等 NioEventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(); try { final ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap(); serverBootstrap //1.设置 boss线程组和worker线程组 .group(boosGroup, workerGroup) //2.指定Netty的工作方式为NIO方式 .channel(NioServerSocketChannel.class) //服务端 accept 队列的大小 option可以设置很多参数这里就不一一罗列了 .option(ChannelOption.SOBACKLOG, 1024) //TCP Keepalive 机制，实现 TCP 层级的心跳保活功能 用于保持长连接 .childOption(ChannelOption.SOKEEPALIVE, true) //初始化子channel(对应每一条连接) .childHandler(new ChannelInitializer () { protected void initChannel(NioSocketChannel ch) { ch.pipeline().addLast(new MessageRequestHandler()); } }); //绑定端口 进行监听 serverBootstrap.bind(PORT).addListener(future -> { if (future.isSuccess()) { System.out.println(new Date() + ": 端口[" + PORT + "]绑定成功!"); } else { System.err.println("端口[" + PORT + "]绑定失败!"); } }); } finally { //优雅关闭 boosGroup.shutdownGracefully(); workerGroup.shutdownGracefully(); } } ```

• Netty 客户端 ```java

private static final String HOST = "127.0.0.1"; private static final int PORT = 8000; public static void main(String[] args) { NioEventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();

Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
bootstrap
        .group(workerGroup)
        .channel(NioSocketChannel.class)
        .option(ChannelOption.CONNECT_TIMEOUT_MILLIS, 5000)
        .option(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true)
        .option(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)
        .handler(new ChannelInitializer() {
            @Override
            public void initChannel(SocketChannel ch) {
                ch.pipeline().addLast(new MessageResponseHandler());
            }
        });

connect(bootstrap, HOST, PORT);

} private static void connect(Bootstrap bootstrap, String host, int port) { bootstrap.connect(host, port).addListener(future -> { if (future.isSuccess()) { System.out.println(new Date() + ": 连接成功"); //todo do something } else { System.err.println(new Date() + ": 连接失败"); } }); } ```

1、源码分析之channel(此处仅针对NioServerSocketChannel)

• 说明：可能在我的文章中有的地方也叫父channel或者服务端channel与之对应的则是SocketChannel我们有时也叫其子channel或者客户端channel

1.1、创建服务端channel的准备工作--->>> (赋值)这个阶段我也喜欢叫它装配serverBootStrapt

• 调用AbstractBootstrap的channel(Class channelClass)方法设置channel的 clazz 为NioServerSocketChannel.class
• 将传入的clazz赋值给ReflectiveChannelFactory的clazz属性

将ReflectiveChannelFactory实例赋值给AbstractBootstrap的channelFactory成员变量

到此赋值完成后即返回了this即ServerBootstrap类型的对象，以便后续的其他参数的设置，比如option childOption,childHandler 等等。

1.2、服务端channel的创建

• 在这里我们直接挑明服务端channel的创建是在serverBootstrap.bind()阶段

• 接下来我们跟进去

- 在dobind方法中，我们看到有个initAndRegister方法，从命名可知其功能是初始化和注册channel

• 通过反射创建服务端channel

• 为了更好的理解ServerSocketChannel,我们再一步进入其空参构造方法中去

- 看下newSocket是干什么，其实是调用底层函数，创建了个新的连接

Net.serverSocket(true)对应底层代码为sun.nio.ch.Net类的native方法 socket0 java private static native int socket0(boolean preferIPv6, boolean stream, boolean reuse, boolean fastLoopback);

• 现在我们跳出newSocket方法 ，进入public NioServerSocketChannel(java.nio.channels.ServerSocketChannel channel)方法

• 我们一直点super，可以看到在最顶级的父类AbstractChannel中设置了些公共属性

- 然后在AbstractNioChannel中设置channel为非阻塞模式 - 最后在设置一些其他config

java 具体的属性如下 protected DefaultChannelConfig(Channel channel, RecvByteBufAllocator allocator) { this.allocator = ByteBufAllocator.DEFAULT; this.msgSizeEstimator = DEFAULT_MSG_SIZE_ESTIMATOR; this.connectTimeoutMillis = 30000; this.writeSpinCount = 16; this.autoRead = 1; this.autoClose = true; this.writeBufferWaterMark = WriteBufferWaterMark.DEFAULT; this.pinEventExecutor = true; this.setRecvByteBufAllocator(allocator, channel.metadata()); this.channel = channel; }

• 到此服务端channel已经创建完成，接下来就是初始化channel了

1.3、服务端channel的初始化

• ServerBootstrap类的init方法比较长，我们先粘贴出来

```java void init(Channel channel) throws Exception { //获取在装配serverBootStrap时候设置的option Map , Object> options = this.options0(); synchronized(options) { //设置option到channel的config变量中 channel.config().setOptions(options); } //获取attrs Map , Object> attrs = this.attrs0(); synchronized(attrs) { Iterator i$ = attrs.entrySet().iterator();

while(true) {
        if (!i$.hasNext()) {
            break;
        }

        Entry, Object> e = (Entry)i$.next();
        AttributeKey