Netty 源碼解析（二）：Netty 的 Channel

時間 2020-05-14

標籤 netty 源碼解析 channel 欄目 Netty 简体版

原文原文鏈接

原創申明：本文由公衆號【猿燈塔】原創，轉載請說明出處標註

今天是猿燈塔「365篇原創計劃」第二篇。java

接下來的時間燈塔君持續更新Netty系列一共九篇面試

Netty源碼解析（一）：開始微信

當前：Netty 源碼解析（二）: Netty 的 Channel socket

Netty 源碼解析（三）: Netty 的 Future 和 Promiseide

Netty 源碼解析（四）: Netty 的 ChannelPipelineoop

Netty 源碼解析（五）: Netty 的線程池分析this

Netty 源碼解析（六）: Channel 的 register 操做spa

Netty 源碼解析（七）: NioEventLoop 工做流程線程

Netty 源碼解析（八）: 回到 Channel 的 register 操做3d

Netty 源碼解析（九）: connect 過程和 bind 過程分析

今天呢！燈塔君跟你們講：

Netty 的 Channel

這節咱們來看看 NioSocketChannel 是怎麼和 JDK 底層的 SocketChannel 聯繫在一塊兒的，它們是一對一的關係。NioServerSocketChannel 和 ServerSocketChannel 同理，也是一對一的關係。

在 Bootstrap（客戶端）和 ServerBootstrap（服務端）的啓動過程當中都會調用 channel(…) 方法：

下面，咱們來看 channel(…) 方法的源碼：

1// AbstractBootstrap
2public B channel(Class<? extends C> channelClass) {
3    if (channelClass == null) {
4        throw new NullPointerException("channelClass");
5    }
6    return channelFactory(new ReflectiveChannelFactory<C>(channelClass));
7}

咱們能夠看到，這個方法只是設置了 channelFactory 爲 ReflectiveChannelFactory 的一個實例，而後咱們看下這裏的 ReflectiveChannelFactory 究竟是什麼：

newChannel() 方法是 ChannelFactory 接口中的惟一方法，工廠模式你們都很熟悉。咱們能夠看到，ReflectiveChannelFactory#newChannel() 方法中使用了反射調用 Channel 的無參構造方法來建立 Channel，咱們只要知道，ChannelFactory 的 newChannel() 方法何時會被調用就能夠了。

對於NioSocketChannel,因爲它充當客戶端的功能,它的建立時機在 connect(…) 的時候；
對於NioServerSocketChannel來講,它充當服務端功能,它的建立時機在綁定端口bind(…)的時候。

接下來,咱們來簡單追蹤下充當客戶端的Bootstrap中NioSocketChannel的建立過程,看看NioSocketChannel是怎麼和JDK 中的SocketChannel關聯在一塊兒的：

1// Bootstrap
2public ChannelFuture connect(String inetHost, int inetPort) {
3 return connect(InetSocketAddress.createUnresolved(inetHost, inetPort));
4}

而後再往裏看到這個方法：

1public ChannelFuture connect(SocketAddress remoteAddress) {
2    if (remoteAddress == null) {
3        throw new NullPointerException("remoteAddress");
4    // validate 只是校驗一下各個參數是否是正確設置了
5    validate();
6    return doResolveAndConnect(remoteAddress, config.localAddress());
7}

繼續：

1// 再往裏就到這裏了
2private ChannelFuture doResolveAndConnect(final SocketAddress remoteAddress, final SocketAddress localAddress) {
3    // 咱們要說的部分在這裏
4    final ChannelFuture regFuture = initAndRegister();
5    final Channel channel = regFuture.channel();
6    ......
7}

而後，咱們看initAndRegister()方法：

1final ChannelFuture initAndRegister() {
2    Channel channel = null;
3    try {
4        // 前面咱們說過，這裏會進行 Channel 的實例化
5        channel = channelFactory.newChannel();
6        init(channel);
7    } catch (Throwable t) {
8        ...
9    }
10    ...
11    return regFuture;
12}

咱們找到了channel = channelFactory.newChannel()這行代碼,根據前面說的,這裏會調用相應Channel的無參構造方法。

而後咱們就能夠去看NioSocketChannel的構造方法了：

1public NioSocketChannel() {
2    // SelectorProvider 實例用於建立 JDK 的 SocketChannel 實例
3    this(DEFAULT_SELECTOR_PROVIDER);
4}
5
6public NioSocketChannel(SelectorProvider provider) {
7    // 看這裏，newSocket(provider) 方法會建立 JDK 的 SocketChannel
8    this(newSocket(provider));
9}

咱們能夠看到，在調用 newSocket(provider) 的時候，會建立JDK NIO的一個 SocketChannel實例：

1private static SocketChannel newSocket(SelectorProvider provider) {
2    try {
3        // 建立 SocketChannel 實例
4        return provider.openSocketChannel();
5    } catch (IOException e) {
6        throw new ChannelException("Failed to open a socket.", e);
7    }
8}

NioServerSocketChannel同理，也很是簡單，從ServerBootstrap#bind(...)方法一路點進去就清楚了。

因此咱們知道了，NioSocketChannel 在實例化過程當中，會先實例化JDK底層的 SocketChannel，NioServerSocketChannel 也同樣，會先實例化 ServerSocketChannel 實例：

說到這裏，咱們順便再繼續往裏看一下NioSocketChannel的構造方法：

1public NioSocketChannel(SelectorProvider provider) {
2 this(newSocket(provider));
3}

剛纔咱們看到這裏newSocket(provider)建立了底層的SocketChannel 實例咱們繼續往下看構造方法：

1public NioSocketChannel(Channel parent, SocketChannel socket) {
2 super(parent, socket);
3 config = new NioSocketChannelConfig(this, socket.socket());
4}

上面有兩行代碼，第二行代碼很簡單，實例化了內部的 NioSocketChannelConfig 實例，它用於保存channel的配置信息，這裏沒有咱們如今須要關心的內容，直接跳過。

第一行調用父類構造器，除了設置屬性外，還設置了SocketChannel的非阻塞模式：

1protected AbstractNioByteChannel(Channel parent, SelectableChannel ch) {
2    // 毫無疑問，客戶端關心的是 OP_READ 事件，等待讀取服務端返回數據
3    super(parent, ch, SelectionKey.OP_READ);
4}
5
6// 而後是到這裏
7protected AbstractNioChannel(Channel parent, SelectableChannel ch, int readInterestOp) {
8    super(parent);
9    this.ch = ch;
10    // 咱們看到這裏只是保存了 SelectionKey.OP_READ 這個信息，在後面的時候會用到
11    this.readInterestOp = readInterestOp;
12    try {
13        // ******設置 channel 的非阻塞模式******
14        ch.configureBlocking(false);
15    } catch (IOException e) {
16        ......
17    }
18}

NioServerSocketChannel的構造方法相似，也設置了非阻塞，而後設置服務端關心的SelectionKey.OP_ACCEPT事件：

1public NioServerSocketChannel(ServerSocketChannel channel) {
2    // 對於服務端來講，關心的是 SelectionKey.OP_ACCEPT 事件，等待客戶端鏈接
3    super(null, channel, SelectionKey.OP_ACCEPT);
4    config = new NioServerSocketChannelConfig(this, javaChannel().socket());
5}

這節關於Channel的內容咱們先介紹這麼多,主要就是實例化了JDK層的SocketChannel或ServerSocketChannel，而後設置了非阻塞模式，咱們後面再繼續深刻下去。