Netty4 SEDA 事件驱动原理分析

Netty4 SEDA 事件驱动原理分析

 

 

    AioServerSocketChannel的事件处理线程(AioEventLoop)建立过程分析

(Bootstrap启动ServerSocketChannel处理线程的过程分析)

 

1:AbstractBootstrap.initAndRegister(): 向BossGroup(AioEventLoopGroup)

注册初始化后的AioServerSocketChannel,

 

2,调用MultithreadEventExecutorGroup.next()方法,在BossGroup中取出一个可用的EventLoop

 

3, 返回到MultithreadEventLoopGroup.register(Channel channel, ChannelPromise promise)方法,

将AioServerSocketChannel注册到(2)从BossGroup中取出的那个EventLoop.

 

 

4,进入到AioEventLoop.register(Channel channel, ChannelPromise future)方法

AioEventLoop实现了JDK的ScheduledExecutorService,持有一条线程,具备任务执行能力,

将AioServerSocketChannel测试到AioEventLoop后,由AioEventLoop执行ServerSocketChannel的accept新的socket的操作

 

5,进入到AbstractChannel.AbstractUnsafe.register(EventLoop eventLoop, ChannelPromise promise)方法,

 

6)进入到SingleThreadEventExecutor.execute(Runnable task)方法,执行startThread()后,AioServerSocketChannel的事件处理线程(AioEventLoop)启动,将由它来接管AioServerSocketChanel的事件处理(如Accept新的Socket),然后ServerBootstrap线程就进入等待状态,等待ServerSocketChannel绑定端口,然后等待ServerSocketChannel关闭.

 

7)先看下面

 

 

 

8)AioServerSocketChannel的事件处理线程AioEventLoop从一个BlockingDeque里取出新任务,取出的第一个任务是给AioServerSocketChannel注册JDK的AsynchronousServerSocketChannel(这才是真正和底层操作系统通信的ServerSocketChannel)

注册了:

 

9)Channel成功注册后,调用其pipeline.fireChannelRegistered()方法Fire这个channel注册的事件

 

10)ChannelPipeline的fireChannelRegistered方法先初始化 其处理器链的第一个元素HeadHandler,然后再执行HeadHandler的fireChannelRegistered()方法

 

DefaultChannelHandlerContext.fireChannelRegistered(),Netty4 的DefaultChannelHandlerContext对ChannelInboundInvoker接口的的事件处理方法fireXxxx(),具有链式传递效应,顺序将同一方向上的所有事件

 

 

 

 

11)然后, AioServerSocketChanel的pipeline的处理器链上的ChannelInitializer响应channelRegistered事件: 给pipeline安装上Acceptor,使得AioServerSocketChanel得以具备处理socket Accept事件的能力.

 

12) AioServerSocketChanel将accept委托给JDK的异步ServerSocketChannel来执行异步accept,并指定了事件处理器,当ACCEPT事件发生的时候, AcceptHandler就会被调用

 

然后AioServerSocketChanel的AioEventLoop就进入等待状态,等待taskQueue有任务到来

 

13)现在在浏览器输入http://127.0.0.1:8080/,向服务器发出请求

当相应事件发生时,JDK的CompletionHandler.complted(..)方法会被一条后台Daemon的线程调用 :

 

将接收到的SocketChannel包装成AioSocketChannel作为一个Message写进AioServerSocketChannel的ChannelPipeline的inboundMessageBuffer,然后Fire 相关事件inboundBufferUpdated事件

 

14)AioServerSocketChannel的ChannelPipeline Fire inboundBufferUpdated事件

 

15)沿inbound方向找到了SererBootstrapAcceptor的ChannelHandlerContext

 

16)inboundBufferUpdate事件传递到ServerBootstrapAcceptor

 

17) DefaultChannelHandlerContext.invokeInboundBufferUpdated(),调用Acceptor的inboundBufferUpdated方法

 

18)Acceptor取得AioSocketChannel,并向其添加ChannelInitializer

 

19)向ChildGroup注册AioSocketChannel

 

20)将AioSocketChannel注册到AioEventLoopGroup分配的AioEventLoop上

 

21)BOSS线程(AioServerSocketChannel所属的线程)启动AioSocketChannel所属的AioEventLoop线程,BOSS线程的Accept工作也至此结束,然后就去回去处理其taskQueue中的任务,或进入wait状态,等待下一个Accept事件的发生.

 

 

 

    Worker线程线程的初始化

 

 

22)Worker线程(AioSocketChannel所属的AioEventLoop)独立运行后,取出其taskQueue中的第一个任务: 通过AioSocketChannel的ChannelPipeline触发pipeline的ChannelHandlerContext处理器链的channelRegistered注册事件

23)初始化ByteHeadHandler(ChannelOutboundHandler的子类),给它分配outByteBuf和outMsgBuf

 

24)触发处理器链的下一节点的channelRegistered事件

 

25)沿ChannelHandlerContext处理器链找到了自己定义 的用户AioSocketChannel初始化的HttpSnoopServerInitializer

 

26)ChannelInitializer是利用channelRegistered事件来初始化pipeline,向其安装相关channelHandler

 

27)从pipeline的处理器链删除初始化器,并触发下一处理器的channelRegistered事件

 

28) channelRegistered事件通过一个一个ChannelHandlerContext的fireChannelRegistered方法沿ByteHeadHandler传递到TailHandler,然后事件就停止传播

 

 

29)ChannelPipeline完成channelRegistered的事件触发后,就触发channelActive事件,

然后channelActive事件就随着ChannelHandlerContext和链式调用而在处理器链中传递,原理上上面差不多,故不详细说.

 

30)AioSocketChannel读取数据

由pipeline来读取数据

 

到TailHandler读取数据

 

31)向outbound方向上寻找最近的ChannelOperationHandler,委托它进行数据读取

 

首先委托给HttpResponseEncoder读取

HttpRequestDecoder委托给下一个ChannelOperationHandler读取

 

最终委托给ByteHeadHandler读取

 

 

32)最终由AioSocketChannel通过JDK的AsynchronousSocketChannel从底层读取

 

 

33)AioSocketChannel将读取数据操作委托给JDK的AsynchronousSocketChannel来完成,AioSocketChannel的当前线程不会被阻塞,立马返回处理taskQueue中下一任务或没任务时进入wait等待BlockingQueue的状态.

AsynchronousSocketChannel的read操作完成后,ReadHandler会被一条后台Daemon线程调用

 

34) ReadHandler的执行从Daemon线程转移回AioSocketChannle所属的AioEventLoop线程来执行

35)由AioEventLoop执行ReadHandler

 

 

 

36)数据已准备好,pipeline触发inboundBufferUpdated方法,然后pipeline中处理器链的inbound方向上的ChannelStateHandler的inboundBufferUpdated方法会被顺度调用

 

37)head 触发处理器链上inbound方向上的stateHandler的inboudBufferUpdated方法的顺序调用

 

 

38) 处理器链上inbound方向上的stateHandler的inboudBufferUpdated方法的顺序调用

-----这里省略,参考:http://blog.csdn.net/irelandken/article/details/8760302

 

 

39)输入数据: DefaultChannelHandlerContext.flush(ChannelPromise promise)

 

40)由HttpServerCodec中的HttpResponseEncoder将HttpMessage 转换为ByteBuf

DefaultChannelHandlerContext.invokeFlush0(ChannelPromise promise)

 

41)由Pipeline的ByteHeadHandler将ByteBuf  flush出去

 

42)AioSocketChannel将Flush操作委托给JDK AsyncounsSocketChannel异步进行,最终结果等写操作完成后由后台Deamon线程通知并执行WriteHandler.

而AioEventLoop线程是马上返回的,不会被write操作阻塞,然后继续执行taskQueue中的任务或进入wait状态等待BlockingQueue.

 

 

 

43)Write操作完成后,WriteHandler被后台Daemon线程调用

 

 

44)再次WriteHandler转交由关联的AioSocketChannel所属的AioEventLoop执行

 

45) AioEventLoop执行完WriteHandler后,整个接收和响应过程就完成了.