Netty源码深度解析

今天，聊一聊Netty源码。Netty在我们Java圈中挺出名的，因为其高性能，号称支持百万的客户端连接，因此，很多框架通讯都是采用了Netty，如Dubbo、Zookeeper、Spring WebFlux等等。简单来说，Netty实际上是对Java原生NIO的封装，因为Java提供的原生NIO用起来确实不太方便，因此Netty做了封装，使得我们在使用Netty的时候，写一些模板性的代码即可，并且只需要添加一个或多个我们自己写好的ChannelHandler类，在对应的方法中，写好业务逻辑即可，而不必关注NIO使用上的一些细节。先看看我写的，以Netty服务端为例，如下图所示：

这是一个最简单的Netty Server，并且只有NettyServerHandler是我写的，它继承自SimpleChannelInboundHandler抽象类，如下图所示：

回到NettyServer类中，先看NioEventLoopGroup，这是Netty提供的类，可以把它理解为是线程池，当然和我们常用的线程池还是有很大的不同的，创建NioEventLoopGroup，该类提供了有参构造和无参构造，如果是有参的话，传入一个具体的数值，就是指明创建多少个NioEventLoop，如果是无参构造的话，默认是创建CPU核心数×2，这块将在代码中体现，如下图所示：




以上就是NioEventLoopGroup构造方法的调用链路，其中，在它的父类MultithreadEventLoopGroup中，就会判断传入的nThreads是否为空，为空则是CPU核心数×2，不为空则以传入的nThreads为准，如下图所示：

在该构造方法中，先是判断传入的executor是否为空，为空则初始化一个ThreadPerTaskExecutor对象并赋值给executor，看看ThreadPerTaskExecutor，如下图所示：

由此可以看到，调用ThreadPerTaskExecutor#execute()方法，传入一个Runnable对象，它就会把我们传入的Runnable对象做一下包装(实际上就是创建一个Thread对象，把Runnable对象作为入参传入)，并调用start方法，启动线程。回到MultithreadEventExecutorGroup的有参构造中，继续往下看，然后就是初始化他的成员属性children，它是一个EventExecutor类型的数组，接着就是根据我们传入的线程数做循环，在循环中调用MultithreadEventExecutorGroup#newChild()方法，给数组中的每一个元素赋值，看看该方法，如下图所示：


创建的是NioEventLoop，调用的是有参构造，传入了NioEventLoopGroup对象、ThreadPerTaskExecutor对象、SelectorProvider对象、DefaultSelectStrategyFactory对象、RejectedExecutionHandler对象、EventLoopTaskQueueFactory对象、EventLoopTaskQueueFactory对象。进到构造方法中看看，如下图所示：

构造中调用了父类的构造，最好也点进去看看，可能会有一些初始化的逻辑，如下图所示：


上图中的父类构造中，初始化了一个taskQueue成员属性，这是一个阻塞队列，通常用来做异步操作的，挺重要的，先记下来，后续很可能会用到，继续看父类的构造，如下图所示：


到上图就没什么可看的了，就是把NioEventLoopGroup做了一下赋值而已。到这里，NioEventLoopGroup的构造方法，及其父类的构造方法全部看完了，回到NettyServer类中：如下图所示：

接着就是创建ServerBootstrap对象，并且通过链式调用，给ServerBootstrap属性赋值，包括调用ServerBootstrap#group()方法，将上面创建的两个NioEventLoopGroup对象传入，可以点进去看看，如下图所示：

再看看父类的group()方法：

这里就可以记录一下：我们创建了两个NioEventLoopGroup对象，分别是 bossGroup 和 workerGroup，分别给ServerBootstrap的group属性和childGroup属性进行了赋值。再看看ServerBootstrap#channel()方法，传入的是NioServerSocketChannel.class，如下图所示：

再看看，最终就是给ServerBootstrap的channelFactory属性赋值，赋值的对象是ReflectiveChannelFactory，创建该对象的时候调用的是有参构造，传入的就是NioServerSocketChannel.class，这个有参构造就不看了，后续还会使用到ReflectiveChannelFactory。再看看ServerBootstrap#childHandler()方法，传入ChannelInitializer的实现类，如下图所示：

就是把传入的ChannelInitializer的实现类赋值给childHandler属性。以上就是ServerBootstrap类创建后的赋值，再来看ServerBootstrap#bind()方法，这个方法很重要，涉及到了Netty怎么启动注册并且绑定端口，点进去看看，如下图所示：

最终调用到了ServerBootstrap#doBind()方法，在该方法中发有一个ServerBootstrap#initAndRegister()方法，一般方法中带有"init"、"start"等单词的需要重点关注下，点到该方法中看看它干了些啥，如下图所示：

发现用到了ServerBootstrap的channelFactory属性，这个属性不就是前面我说的ReflectiveChannelFactory类的对象吗，那就看看ReflectiveChannelFactory#newChannel()方法，如下图所示：

会发现就干了一件事，通过反射创建了某个对象，而这个constructor其实就是之前传入的NioServerSocketChannel.class的默认构造，因此创建的也是NioServerSocketChannel对象，可以看看NioServerSocketChannel类的构造方法，看看构造方法中有没有做一些初始化，或者赋值之类的，如下图所示：

在上图中，比较核心的就是NioServerSocketChannel#newChannel()方法，通过这个方法可以得到一个ServerSocketChannel对象，而这个对象实际上就是JDK提供的类。如果我们不用Netty，直接用JDK提供的原生类开发NIO，就必然会用到这个类，所以说，Netty本质上就是用JDK原生的NIO做了封装，使之用起来更简单方便。在最后的有参构造中就接收了ServerSocketChannel对象，并且构造方法中调用了父类的构造，传入了该对象和SelectionKey.OP_ACCEPT，第二个参数，看过JDK原生代码的应该知道，这表示，服务端接收的是客户端的连接请求，除了SelectionKey.OP_ACCEPT之外，还有下图中的几个：

分别表示不同的ServerSocketChanne/SocketChannel上发生的不同事件类型。另外一个就是创建的是NioServerSocketChannelConfig对象，并给属性config赋值，调用的是它的有参构造，传了两个参数：一个是NioServerSocketChannel它自己，另一个是ServerSocketChannel对象，就是之前通过NioServerSocketChann