吃透Netty源码系列四之NioEventLoop

本文深入剖析Netty中NioEventLoop线程的启动及运行机制,从线程创建到任务执行,包括通道注册、绑定、事件处理等关键步骤,揭示Netty事件驱动模型的核心原理。

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新启动的线程的作用

新的线程是个死循环,如果发现有任务的话会执行selectNow(),如果返回0就会开始执行任务,否则没任务就执行选择器的select()方法阻塞,可以看下这个选择策略类,细节后面会讲,先知道为什么开始会执行任务而不是阻塞:
在这里插入图片描述

执行NioEventLoop的run方法

线程其实是执行这个方法:
在这里插入图片描述
执行具体类NioEventLooprun(),这个才是真正的任务,省略了大部分东西,把主要的显示出来而来:

 @Override
    protected void run() {
        for (;;) {      
             select(curDeadlineNanos); //可能会被选择策略延迟,如果有任务的话      
             processSelectedKeys();        
             runAllTasks()或者runAllTasks(long timeoutNanos);//执行任务             
    }

前两个方法暂时不讲,我们就说最后一个runAllTasks,因为开始的时候会先执行前面提交的任务,前两个方法不会执行。那到底是有什么任务呢,其实就是前面提交的一个注册任务:
在这里插入图片描述

执行任务一(通道注册register0)

主要是里面的doRegister();

 private void register0(ChannelPromise promise) {
            try {
				...
                pipeline.invokeHandlerAddedIfNeeded();//handlerAdded事件
                safeSetSuccess(promise);//设置注册成功
                pipeline.fireChannelRegistered();//channelRegistered事件
                if (isActive()) {
                    if (firstRegistration) {
                        pipeline.fireChannelActive();//channelActive事件
                    } else if (config().isAutoRead()) {
                        beginRead();
                    }
                }
            } catch (Throwable t) {
				...
            }
        }
doRegister

可以看到里面的selectionKey 就是调用NIOServerSocketChannelImpl类来register的,此时注册才算是完成了,不过要注意的是这时候的注册事件是0,不监听事件。

@Override
    protected void doRegister() throws Exception {
        boolean selected = false;
        for (;;) {
            try {
                selectionKey = javaChannel().register(eventLoop().unwrappedSelector(), 0, this);
                return;
            } catch (CancelledKeyException e) {
				...
                }
            }
        }
    }

在这里插入图片描述

pipeline.invokeHandlerAddedIfNeeded()(含有新任务提交)

handlerAdded事件被触发,刚好是ChannelInitializer,他会去调用initChannel

    @Override
    public void handlerAdded(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        if (ctx.channel().isRegistered()) {
            if (initChannel(ctx)) {
                removeState(ctx);
            }
        }
    }

最后就会调用了ServerBootstrap的初始化通道的init(Channel channel)这个方法,就会提交任务到当前事件循环的taskQueue
在这里插入图片描述

safeSetSuccess(promise);

这个就是要回调啦,设置注册成功了,于是会调用我们在前面监听注册完成的回调:
在这里插入图片描述
里面就要调用doBind0来绑定端口了。

doBind0(含有新任务提交)

里面会提交任务到当前事件循环的taskQueue,任务里面才是去真正的绑定地址,顺便添加了一个失败关闭的回调:
在这里插入图片描述
之后的还会执行一些通知回调,这个后面会将,然后任务完成。

执行任务二(管道添加ServerBootstrapAcceptor)

事件循环继续执行任务,这次就是执行刚才添加的第一个任务:
在这里插入图片描述
先添加一个处理器,在倒数第二个位置上,这个就是连接接收器,后面会分发给worker组的,这个具体后面讲:
在这里插入图片描述

执行任务三(doBind0中的任务)(含有新任务提交)

事件循环继续执行任务,这次就是执行刚才添加的第二个任务:
在这里插入图片描述
最后的跟到:

  @Override
        public final void bind(final SocketAddress localAddress, final ChannelPromise promise) {
 			...
            doBind(localAddress);//真正的绑定
			invokeLater(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        pipeline.fireChannelActive();//准备监听连接事件
                    }
                });
            }
			safeSetSuccess(promise);//绑定完成
        }

doBind(localAddress);跟下去就到了NioServerSocketChanneldoBind方法,这里才是真正的绑定:
在这里插入图片描述
其实内部就是Nio原生的ServerSocketChannelImplbind方法:
在这里插入图片描述
可见netty最终的注册和绑定都是封装了Nio原生ServerSocketChannelImpl的操作。
然后还有个新任务invokeLater提交:
在这里插入图片描述
然后设置绑定成功的结果:
在这里插入图片描述
然后添加绑定失败的回调:
在这里插入图片描述
其实失败就是关闭通道:
在这里插入图片描述
此时前面已经绑定成功了,所以直接就可以回调operationComplete,因为我们自定义的也监听了绑定事件,所以这个时候也会有回调,也就说两个回调:
在这里插入图片描述
自定义的:
在这里插入图片描述
这个也可以看出为什么说netty是事件驱动的了,都是异步的事件回调,当然这个非常好,但是带来的一个问题就是执行的顺序其实是不确定的,对编程来说是有一定难度的,所以还是需要有一定整体流程的把握,不然就各种回调触发,自己也搞不清楚,摸不着头脑了。

执行任务四(invokeLater任务)

前面doBind0里添加的任务,触发通道激活事件:
在这里插入图片描述
他这个顺序也对,先把注册完成,然后绑定完成,然后再触发通道激活。
然后里面会调用通道的unsafebeginRead,最终是通道的doBeginRead
在这里插入图片描述
里面会设置关心OP_ACCEPT事件:
在这里插入图片描述
至此通道注册到选择器和通道绑定端口都已经完成。

有可能要执行任务五

不执行任务五的情况

这个任务是可能会提交,也可能不会执行,关键看自定义的写法,如果你是这样写,那就不会有个的方法执行:
在这里插入图片描述
因为addListener的内部会判断是否有完成绑定,有的话才会调用notifyListeners
在这里插入图片描述
里面才会提交任务:
在这里插入图片描述
如果没阻塞添加的时候可能绑定任务没完成。所以也就不会执行进去,也就没有这个任务了。

执行任务五的情况

如果你是这种写法的话:
在这里插入图片描述
上一篇讲过,先会阻塞,直到绑定完成了调用设置成功结果safeSetSuccess(promise);,会唤醒主线程,然后去addListener的时候,发现已经完成了,所以就会调用notifyListeners,因为会提交任务。

在这里插入图片描述
至此启动过程基本讲完了,后面会慢慢讲里面的细节。

总结

还是用图比较好表达,整理了一个大概的流程图,红色表示回调,绿色表示提交了任务,蓝色表示执行任务:
在这里插入图片描述

好了,今天就到这里了,希望对学习理解有帮助,大神看见勿喷,仅为自己的学习理解,能力有限,请多包涵。

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