從Netty版hello world看Netty源碼，咱們能看到什麼？

Netty服務端代碼的hello world

public class EchoServer {
    private final int port;

    public EchoServer(int port) {
        this.port = port;
    }
    public static void main(String[]args)throws Exception{
        new EchoServer(8888).start();
    }
    public void start() throws Exception{
        final EchoServerHandler handler = new EchoServerHandler();
        EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
        try{
            ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
            b.group(group).channel(NioServerSocketChannel.class).localAddress(new InetSocketAddress(port))
                    .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                        @Override
                        protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                            ch.pipeline().addLast(handler);
                        }
                    });
            ChannelFuture f = b.bind().sync();
            f.channel().closeFuture().sync();
        }finally {
            group.shutdownGracefully().sync();
        }
    }
}
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1. 初始化EventLoopGroup

所謂的EventLoopGroup，組(group)的概念表如今它自身維護了一個數組children,默認維護邏輯處理核數2倍的NioEventLoop線程,並經過chooser來方便的獲取下一個要執行的線程。實際處理的是NioEventLoop,它的部分類結構以下：

實質上的線程執行，就是啓動一個java Thread,而後從taskQuene中獲取要執行的任務，在run方法中執行。

2. 配置引導類ServerBootstrap做爲工具來引導channel創建

• 初始化用於處理鏈接請求的group（即acceptor）和處理事件的childGroup（即client）

Hello word版代碼中用的是同一個NioEventLoop,實際中通常各自分配

• 配置要創建channel的類型
• 置服務端監聽的端口
• 配置服務本身的消息處理器，經過childHandler持有

3. 建立並初始化channel

在管道的最後添加ChannelInitializer的方式則會在管道註冊完成以後，往管道中 添加一個ServerBootstrapAcceptor（它是InboundHandler），它持有對childGroup（client）和childHandler的引用，而ChannelInitializer這個InboundHandler在完成它的使命以後，就會從管道中被移除， 至此完成channel的初始化。

ServerBootstrapAcceptor 最開始在客戶端創建鏈接的時候執行調用(後續讀消息調用)，入口是 doReadMessages，讀到消息以後，從Head沿着InBoundHandler到ServerBootstrapAcceptor,觸發讀事件，此時執行註冊childGroup到這個channel，也就是每次都用childGroup來處理讀到的消息

public final void channelRegistered(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
 //管道註冊完成以後觸發
        ChannelPipeline pipeline = ctx.pipeline(); 
        boolean success = false;
        try {
            initChannel((C) ctx.channel()); //執行註冊過程當中的方法，在這裏就是往管道中添加ServerBootstrapAcceptor
            pipeline.remove(this); //刪除ChannelInitializer自己
            ctx.fireChannelRegistered(); //繼續沿着管道傳遞channel註冊完成事件
            success = true;
        } catch (Throwable t) {
            logger.warn("Failed to initialize a channel. Closing: " + ctx.channel(), t);
        } finally {
            if (pipeline.context(this) != null) {
                pipeline.remove(this);
            }
            if (!success) {
                ctx.close();
            }
        }
    }
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新建的NioServerSocketChannel的部分類結構以下：

對於Netty來說channel有"兩個"

• 一個是自身的channel接口，主要負責提供給用戶操做I/O的方法，好比 read、write、connect和bind,真實的數據傳輸都是經過channel接口的內部接口unsafe來實現的，unsafe自己不會暴漏給用戶使用。另外它會在內部維護一個pipeline,用來鏈接各個handler對數據的處理，本質上pipeline就是維護了handler之間關係的一個雙向鏈表,它會持有Netty自身的channel引用,以便在管道中可以對IO進行操做，凡是經過 channel()方法獲取的則是Netty自身的channel

public DefaultChannelPipeline(AbstractChannel channel) {
        if (channel == null) {
            throw new NullPointerException("channel");
        }
        this.channel = channel; //Netty自身的channel

        tail = new TailContext(this);
        head = new HeadContext(this);

        head.next = tail;
        tail.prev = head;
    }
複製代碼

• 另外一個channel,也就是AbstractNioChannel持有的ch屬性，它在NioServerSocketChannel中由jdk初始化，即ServerSocketChannel對象。Netty內部凡是經過javachannel()調用的獲取到的值便是jdk的channel，而unsafe自己真正意義上執行的register、bind、connect、write、read操做均經過ServerSocketChannel實現

4. 執行channel的註冊

能夠看到註冊過程當中實際的註冊操做經理了從channel->unsafe->ch的一個過程，實際的註冊操做就是使用jdk完成的。

5. 執行channel的綁定

可以看到的是，綁定操做也是經過jdk來實現綁定的。另外同步阻塞住server,使之不關閉，實際上也就是隻要CloseFuture不完成，那麼server主線程永遠阻塞住，由剛開始分配的NioEventLoop一直在運行各自的task

從服務端的hello world版本能夠得出什麼結論？

netty nio底層的註冊channel、綁定監聽端口都是經過jdk自身的nio完成的。java nio中的select和channel是怎麼使用的？

附自定義handler的代碼

public class EchoServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        ByteBuf in = (ByteBuf) msg;
        System.out.printf("Server get:"+in.toString(CharsetUtil.UTF_8));
    }

    @Override
    public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        //將目前暫存於ChannelOutboundBuffer中的消息在下一次flush或者writeAndFlush的時候沖刷到遠程並關閉這個channel
        ctx.writeAndFlush(Unpooled.EMPTY_BUFFER).addListener(ChannelFutureListener.CLOSE);
    }

    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
       cause.printStackTrace();
       ctx.close();
    }
}
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Netty客戶端代碼的hello world怎麼寫？

public class EchoClient {
    private final String host;
    private final int port;
    public EchoClient(String host,int port){
        this.host=host;
        this.port=port;
    }
    public void start() throws Exception{
        EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
        try{
            Bootstrap b = new Bootstrap();
            b.group(group).channel(NioSocketChannel.class)//指定NIO的傳輸方式
                    .remoteAddress(new InetSocketAddress(host,port))//指定遠程地址
                    .handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {//向channel的pipeline添加handler
                        @Override
                        protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                            ch.pipeline().addLast(new EchoClientHandler());//channelHander交給pipeline
                        }
                    });
            ChannelFuture f = b.connect().sync();//鏈接到遠程節點，阻塞直到鏈接完成
            System.out.println("wait");
            f.channel().closeFuture().sync();//阻塞直到鏈接關閉
            System.out.println("over");
        }finally {
            System.out.println("shutdown");
            group.shutdownGracefully().sync();//關閉線程池而且釋放資源
        }
    }
    public static void main(String[]args) throws Exception{
        new EchoClient("localhost",8888).start();
    }
}
複製代碼

從代碼自己能夠看到與 server的差別化在於如下兩個部分：

1. Bootstrap：功能相似ServerBootstrap,同樣使用builder模式來構建client所須要的參數，包括要鏈接的遠程地址remoteAddress,以及自定義的handler
2. conncet:channel的新建和註冊與服務端差很少，只是初始化channel的時候在pipeline中添加的是自定義的handler,而服務端則是添加了一個ServerBootstrapAcceptor,而後去執行了jdk的connect

注意這裏的其實是沒有指定本地的地址的

附自定義handler代碼

public class EchoClientHandler extends SimpleChannelInboundHandler<ByteBuf> {
    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("Hello world",CharsetUtil.UTF_8));
    }

    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
        cause.printStackTrace();
        ctx.close();
    }

    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf msg) throws Exception {
        System.out.println("Client get:"+msg.toString(CharsetUtil.UTF_8));
    }
}

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