Netty源码三:NioEventLoop创建与run方法

1.入口

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会调用到父类SingleThreadEventLoop的构造方法

2.SingleThreadEventLoop

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继续调用父类SingleThreadEventExecutor的构造方法

3.SingleThreadEventExecutor

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到这里完整的总结一下:

  1. 将线程执行器保存到每一个SingleThreadEventExcutor里面去
  2. 创建了MpscQueue,具体为什么,因为在NioEventLoop里面重写了newTaskQueue方法

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  1. 等父类调用完毕,最后回到NioEventLoop里面,最重要的一件事:创建Selector

最后那一张图完整的总结一下:
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4.NioEventLoop.run

4.1 调用入口

这里还是要回顾一下这个方法是什么时候调用的?
Netty在启动的时候,在调用config().group().register(channel) ,使用bossGroup做channel注册的时候,它会使用EventExecutorChooser找一个NioEventLoop然后去做注册,最终会调用到这个abstractChannel.register方法
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一般来说,我们启动的时候,运行到这里,eventLoop会返回false,所以会调用到eventLoop.execute里面的方法,在这里我们就能找到这个NioEventLoop.run的调用地方
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也就说在使用NioEventLoop将channel注册到selector的时候,会判断是不是eventloop线程调用,如果不是就会使用SingleThreadEventExecutor.execute执行,它会将NioEventLoop.run方法包装成一个runnable,然后创建一个线程并启动,然后就调用到NioEventLoop里面了

4.2 run方法


/**
     * todo select()                    检查是否有IO事件
     * todo ProcessorSelectedKeys()     处理IO事件
     * todo RunAllTask()                处理异步任务队列
     */
@Override
protected void run() {
    for (; ; ) {
        try {
            // todo hasTasks() true代表 任务队列存在任务

            switch (selectStrategy.calculateStrategy(selectNowSupplier, hasTasks())) {
                case SelectStrategy.CONTINUE:
                    continue;
                case SelectStrategy.SELECT:
                    // todo 轮询IO事件, 等待事件的发生, 本方法下面的代码是处理接受到的感性趣的事件, 进入查看本方法
                    select(wakenUp.getAndSet(false));

                    // wakenUp.compareAndSet(false, true)' is always evaluated
                    // before calling 'selector.wakeup()' to reduce the wake-up
                    // overhead. (Selector.wakeup() is an expensive operation.)
                    //
                    // However, there is a race condition in this approach.
                    // The race condition is triggered when 'wakenUp' is set to
                    // true too early.
                    //
                    // 'wakenUp' is set to true too early if:
                    // 1) Selector is waken up between 'wakenUp.set(false)' and
                    //    'selector.select(...)'. (BAD)
                    // 2) Selector is waken up between 'selector.select(...)' and
                    //    'if (wakenUp.get()) { ... }'. (OK)
                    //
                    // In the first case, 'wakenUp' is set to true and the
                    // following 'selector.select(...)' will wake up immediately.
                    // Until 'wakenUp' is set to false again in the next round,
                    // 'wakenUp.compareAndSet(false, true)' will fail, and therefore
                    // any attempt to wake up the Selector will fail, too, causing
                    // the following 'selector.select(...)' call to block
                    // unnecessarily.
                    //
                    // To fix this problem, we wake up the selector again if wakenUp
                    // is true immediately after selector.select(...).
                    // It is inefficient in that it wakes up the selector for both
                    // the first case (BAD - wake-up required) and the second case
                    // (OK - no wake-up required).

                    if (wakenUp.get()) {
                        selector.wakeup();
                    }
                    // fall through
                default:
            }

            cancelledKeys = 0;
            needsToSelectAgain = false;
            final int ioRatio = this.ioRatio;  // todo 默认50
            // todo  如果ioRatio==100 就调用第一个     processSelectedKeys();  否则就调用第二个
            if (ioRatio == 100) {
                    try {
                        // todo 处理 处理发生的感性趣的事件
                        processSelectedKeys();
                    } finally {
                        // Ensure we always run tasks.
                        // todo 用于处理 本 eventLoop外的线程 扔到taskQueue中的任务
                        runAllTasks();
                    }
                } else {// todo 因为ioRatio默认是50 , 所以来else
                    // todo 记录下开始的时间
                    final long ioStartTime = System.nanoTime();
                    try {
                        // todo 处理IO事件
                        processSelectedKeys();
                    } finally {
                        // Ensure we always run tasks.
                        // todo  根据处理IO事件耗时 ,控制 下面的runAllTasks执行任务不能超过 ioTime 时间
                        final long ioTime = System.nanoTime() - ioStartTime;
                        // todo 这里面有聚合任务的逻辑
                        runAllTasks(ioTime * (100 - ioRatio) / ioRatio);
                    }
                }
            } catch (Throwable t) {
                handleLoopException(t);
            }
            // Always handle shutdown even if the loop processing threw an exception.
            try {
                if (isShuttingDown()) {
                    closeAll();
                    if (confirmShutdown()) {
                        return;
                    }
                }
            } catch (Throwable t) {
                handleLoopException(t);
            }
        }
    }


这里注释其实说得挺清楚,最后总结一下:

  1. select(wakenUp.getAndSet(false)):轮训io事件发生,当timeout或者有事件会break
  2. processSelectedKeys:处理io事件
  3. 运行taskQueue里面的任务

4.3 processSelectedKeys

在真正执行的时候,最终会走到processSelectedKeysOptimized,netty对底层selectKeys容器进行过优化,用数组代替了keyset
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这里我为了debug,使用telnet localhost 8899, 接着就会进入到processSelectedKeysOptimized中
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在走进processSelectedKey方法之后,最终会走到unsafe.read方法
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5.AbstractNioMessageChannel

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接着会调用到子类NioServerSocketChannel的doReadMessage(readBuf), 调用完子类之后,会通过pipline.fireChannelRead, 意思就是对于server端来说可读了,但是注意这时候传的是子类中创建的NioSocketChannel,说白了给server端一个NioSocketChannel,就是要创建新连接了。最终会调用到ServerBootstrapAcceptor的ChannelRead,具体看后面的ServerBootStrapAcceptor类
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6.NioServerSocketChannel

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这里主要做了几件事:

  1. SocketUtils.accpet接受连接,并创建jdk底层的socketChannel
  2. new NioSocketChannel:将jdk封装成NioSocketChannel,这里和创建NioServerSocketChannel的时候一样,不断的调用父类,同时创建NioServerChannel的pipline,!!!这里注意,这里会设置感兴趣的事件为read

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7.ServerBootstrap#ServerBootstrapAcceptor

ServerBootstrapAcceptor是ServerBootstrap的内部类
之前AbstractNioMessageChannel里面的image.png,最终会调用到ServerBootstrapAcceptor的channelRead方法
image.png
简单的总结一下做了几件事:

  1. 给sockeChannel(也是这里的child)设置childHandler
  2. 使用childGroup.register 来完成socketChannel到Selector的注册,这里和SocketServerChannel到Selector的注册逻辑是一样的,都是从EventLoopGroup中选一个EventLoop(里面有Selector),然后调用jdk的register(eventloop.getSelector, 0, NioSocketChannel(netty对于socketChannel的包装))

8.AbstractChannel

childGroup.register -> MultithreadEventLoopGroup.register -> SingleThreadEventLoop.register -> AbstractChannel.register
image.png
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AbstractChannel.abstractUnsafe.register
image.png
这一刻代码之前都讲过,就是把创建socketChannel注册到EventLoop上的Selector上去
AbstractChannel.register0():
image.png

  1. doRegister: 完成了SocketChannel到Selector的注册
  2. pipeline.invokeHandlerAddedIfNeeded: 这里会调用之前我们设置MyServerInitializer.initChannel(), 会往SocketChannel的pipeline中加入一系列读写用到的Handler

9.总结

最后那一张图总结一下:
image.png


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