Netty底层主要组件之间的联系

爱被打了一巴掌 2022-01-20 04:25 395阅读 0赞

> 前前后后利用工作之余的闲暇时间阅读Netty源码有一个月了，现在Netty各组件之间的联系，已经有了一个初步的认识。但文章还停留在笔记的整理阶段，只能当成个人笔记看。此文为Netty系列的第一篇，主要描述一个客户端请求在Netty中流转的整个生命周期，它经过了哪些组件之间相互配合。后面的文章会对每一个组件进行源码分析，以及此文没有体现出来的组件它们的作用。如`ChannelFuture`、`ByteBuf`等。在阅读之前，推荐先阅读下之前的一篇文章([浅谈NIO中的Reactor设计模式应用][NIO_Reactor])。

### 1. 回顾Ractor模型的Multiple Reactors Version ###

`Ractor`模型的`Multiple Reactors Version`是[浅谈NIO中的Reactor设计模式应用][NIO_Reactor]中的3.3，DougLea在`Scalable IO in Java`画的模型图如下所示：

> `mainReactor`的`acceptor`只负责接收客户端的连接事件，`subReactor`只负责`网络`读写`I/O`事件，其实`subReactor`可以有多个，这样减轻每个`subReactor`负载。对于耗时compute业务代码，可以交给线程池处理，处理后注册写事件返回给客户端。`acceptor`和`subReactor`都轮询自己的`selector.select()`，处理着自己"感兴趣"的事件。其实Netty底层模型应用便是这种，只不过各组件的名字和作用都有些差异。

/**
     * 举个例子：现在我想一个accptor和多个subReactor。
     **/
    // 一个Acceptor
    EventLoopGroup parentEventLoopGroup = new NioEventLoopGroup(1);
    // 当前CPU核数*2的subReactor个数，对于现在超线程CPU那就再*n
    EventLoopGroup childEventLoopGroup = new NioEventLoopGroup();
    复制代码

### 2. Netty中的各组件联系 ###

#### 2.1 请求在各组件间的流转图 ####

#### 2.2 图中Netty的各组件的作用 ####

> 对于selector、channel等组件的作用可以在[浅谈NIO中的Reactor设计模式应用][NIO_Reactor]，本文只介绍Netty相关的组件用途，以下内容根据图自顶向下

1.  `NioEventLoopGroup`：直译这个类名就是`nio`的事件轮询组，其实轮询的就是`Selector.select()`。文档中的解释是"it is used for NIO Selector based Channel."。对于接收客户端的连接事件与selectionKey绑定的是ServerSocketChannel；对于读写网络`I/O`事件与selectionKey绑定的便是SocketChannel。
2.  `NioEventLoop`：通过名称就可以看出来，它便是事件轮询组中的一个轮询，也就是一个`subReactor`或者`acceptor`（通常做法在创建接收连接的轮询组时都是创建一个）。
3.  `ChannelPipeline`：文档中的解释是"it handles or intercepts inbound events and outbound operations of a implements an advanced form of the [Intercepting Filter][] pattern"，翻译过来就是它处理或者是拦截入栈事件和出栈的一些操作，实现了一种更加高级的拦截过滤器模式。过滤器模式是入出走同一个过滤器，而对于`ChannelPipeline`入栈处理和出栈处理分离开了，`ChannelPipeline` 底层维护着一个`ChannelHandlerContext`双向链表。`ChannelPipeline`的处理流程如下：从`Channel`里读出来的数据，需要经过与`Channel`绑定的`ChannelPipeline`中的`InboundHandler`处理，再注册写事件。写出的时候需要经`ChannelPipeline`中的`OutboundHandler`处理在写回给客户端。
4.  `ChannelHandlerContext`：`ChannelPipeline`中是`ChannelHandlerContext`双向链表，它起到一个承上启下的作用，意思是能够向上获取到`ChannelPipeline`和`Channel`，又能向下获取到`ChannelHandler`。
5.  `ChannelInboundHandlerAdapter`/`ChannelOutboundHandlerAdapter`：入栈出栈的处理器对象，它应用适配器设计模式，后续文章中我们在从细节分析。
6.  `ServerBootStrapAcceptor`：`Netty`中`acceptor`对象，用于将`EventLoop`中`Selector`接收到的`Channel`（这里面其实与`selectionKey`绑定的是`serverChannel`然后再通过`serverChannel.accept()`得到的），将`Channel`注册给`ChildEventLoop`（这块`Netty`是通过`round-robin`去获取`EventLoop`）中个其中一个`Selector`上。

[NIO_Reactor]: https://juejin.im/post/5ca9bff2f265da24c1118290
[Intercepting Filter]: https://link.juejin.im?target=http%3A%2F%2Fwww.oracle.com%2Ftechnetwork%2Fjava%2Finterceptingfilter-142169.html