netty源碼解析-啟動(dòng)引導(dǎo)（1） 服務(wù)端啟動(dòng)流程

導(dǎo)讀

原創(chuàng)文章些椒，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

本文源碼地址：netty-source-code-analysis

本文所使用的netty版本4.1.6.Final：帶注釋的netty源碼

我們?cè)凇癇IO vs NIO”這篇文件中我們給出了使用jdk原生nio編寫的服務(wù)端Hello World免糕。還記得其中的關(guān)鍵步驟嗎，咱們?cè)賮?lái)溫習(xí)一下牌芋。

  1. 創(chuàng)建一個(gè)ServerSocketChannel

  2. 將ServerSocketChannel設(shè)置為非阻塞的

  3. 將ServerSocketChannel綁定到8000端口

  4. 將ServerSocketChannel注冊(cè)到selector上

今天我們就以這幾個(gè)關(guān)鍵步驟為目標(biāo)來(lái)看一下在netty中是怎么做的松逊，以及在這幾個(gè)步驟的中間netty又多做了哪些工作。

1 服務(wù)端引導(dǎo)代碼

以下代碼引導(dǎo)啟動(dòng)一個(gè)服務(wù)端棺棵，在以下文章中我們以“引導(dǎo)代碼”指代這段程序熄捍。這段代碼很簡(jiǎn)單，創(chuàng)建兩個(gè)EventLoopGroup分別為bossGroup和workerGroup缚柏。創(chuàng)建一個(gè)ServerBoostrap并將bossGroup和workerGroup傳入碟贾，配置一個(gè)handler币喧，該handler為監(jiān)聽端口這條連接所使用的handler袱耽。接著又設(shè)置了一個(gè)childHandler即新連接所使用的handler，本篇文章我們不講新連接的接入史翘，所以這里的childHandler里什么也沒做冀续。

運(yùn)行這段這段代碼將在控制臺(tái)打出如下結(jié)果。

HandlerAdded
ChannelRegistered
ChannelActive

/**
 * 歡迎關(guān)注公眾號(hào)“種代碼“洪唐，獲取博主微信深入交流
 *
 * @author wangjianxin
 */
public class com.zhongdaima.netty.analysis.bootstrap.ServerBoot {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
        EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(1);
        try {
            ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
            b.group(bossGroup, workerGroup)
                    .channel(NioServerSocketChannel.class)
                    .option(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)
                    .attr(AttributeKey.valueOf("ChannelName"), "ServerChannel")
                    .handler(new ChannelInboundHandlerAdapter() {
                        @Override
                        public void channelRegistered(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
                            System.out.println("ChannelRegistered");
                        }

                        @Override
                        public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
                            System.out.println("ChannelActive");
                        }

                        @Override
                        public void handlerAdded(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
                            System.out.println("HandlerAdded");
                        }
                    }).childHandler(new ChannelInboundHandlerAdapter(){

            });
            ChannelFuture f = b.bind(8000).sync();
            f.channel().closeFuture().sync();
        } finally {
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workerGroup.shutdownGracefully();
        }
    }
}

2 啟動(dòng)過程

我們從ChannelFuture f = b.bind(8000).sync()的bind方法往下跟到AbstractBootStrap的doBind方法，這中間的過程很簡(jiǎn)單问欠，就是將端口號(hào)封裝為SocketAddress。

在doBind內(nèi)的關(guān)鍵代碼有第一行的initAddRegister方法溅潜，還有后面的doBind0方法。

private ChannelFuture doBind(final SocketAddress localAddress) {
        final ChannelFuture regFuture = initAndRegister();
        if (regFuture.isDone()) {
             doBind0(regFuture, channel, localAddress, promise);
        } else {
            
            final PendingRegistrationPromise promise = new PendingRegistrationPromise(channel);
            regFuture.addListener(new ChannelFutureListener() {
                @Override
                public void operationComplete(ChannelFuture future) throws Exception {
                    Throwable cause = future.cause();
                    if (cause != null) {
                    } else {
                        doBind0(regFuture, channel, localAddress, promise);
                    }
                }
            });
            return promise;
        }
}

進(jìn)入到initAndRegister方法粗仓，initAddResgiter方法中有3個(gè)關(guān)鍵步驟设捐，1是channelFactory.newChannel()蚂斤，2是init(channel)槐沼，3是config().group().register(channel)。

final ChannelFuture initAndRegister() {
        Channel channel = null;
        try {
            //創(chuàng)建一個(gè)Channel
            channel = channelFactory.newChannel();
            //初始化Channel
            init(channel);
        } catch (Throwable t) {
           
        }
        //注冊(cè)Channel
        ChannelFuture regFuture = config().group().register(channel);
        ...
}

整個(gè)doBind方法被分成4個(gè)關(guān)鍵步驟纽窟，分別是：

  1. channelFacotry.newChannel()
  2. init(channel)
  3. config().group().register(channel)
  4. doBind0

接下來(lái)咱們分別來(lái)看這4個(gè)關(guān)鍵步驟臂港。

2.1 channelFacotry.newChannel() 新創(chuàng)建一個(gè)Channel

channelFacotry是AbstractBootStrap的一個(gè)屬性审孽，這個(gè)屬性在哪里被賦值呢浑娜，其實(shí)是在我們?cè)趩?dòng)時(shí)調(diào)用b.channel(NioServerSocketChannel)時(shí)賦的值，這個(gè)方法在AbstractBootStrap里搓萧，非常簡(jiǎn)單瘸洛，我們不再分析。最后的結(jié)果是channelFactory被賦值為ReflectiveChannelFactory石蔗，顧名思義就是用反射的方法創(chuàng)建Channel养距，我看們一下其中的newChannel()方法棍厌，很簡(jiǎn)單敬肚，clazz.newInstance調(diào)用無(wú)參構(gòu)造方法創(chuàng)建實(shí)例艳馒。

public class ReflectiveChannelFactory<T extends Channel> implements ChannelFactory<T> {
    private final Class<? extends T> clazz;

    @Override
    public T newChannel() {
        try {
            return clazz.newInstance();
        } catch (Throwable t) {
            throw new ChannelException("Unable to create Channel from class " + clazz, t);
        }
    }
}

接下來(lái)咱們就看一下NioServerSocketChannel的無(wú)參構(gòu)造方法，其中調(diào)用newSocket方法創(chuàng)建了一個(gè)jdk的ServerSocketChannel蝶锋。好了，咱們已經(jīng)看到了導(dǎo)讀中提到的第1步“創(chuàng)建一個(gè)ServerSocketChannel”，緊著把這個(gè)channel傳遞給了父類的構(gòu)造方法兔港，還傳遞一個(gè)參數(shù)SelectionKey.OP_ACCEPT，記住這個(gè)參數(shù)后面會(huì)提到飒赃。

public NioServerSocketChannel() {
        this(newSocket(DEFAULT_SELECTOR_PROVIDER));
}

private static ServerSocketChannel newSocket(SelectorProvider provider) {
    try {
        return provider.openServerSocketChannel();
    } catch (IOException e) {

    }
}

public NioServerSocketChannel(ServerSocketChannel channel) {
    super(null, channel, SelectionKey.OP_ACCEPT);
    config = new NioServerSocketChannelConfig(this, javaChannel().socket());
}

咱們接著跟到父類AbstractNioMessageChannel的構(gòu)造方法，沒什么其他操作蔫慧，繼續(xù)調(diào)用父類的構(gòu)造方法睡扬。

protected AbstractNioMessageChannel(Channel parent, SelectableChannel ch, int readInterestOp) {
    super(parent, ch, readInterestOp);
}

接著跟下去卖怜，到了AbstractNioChannel的構(gòu)造方法，在這里我們看到了ch.configureBlocking(false)侮繁，至此我們看到了導(dǎo)讀中提到的第2步“將Channel設(shè)置為非阻塞的”娩贷。AbstractNioChannel里又調(diào)用了父類的構(gòu)造方法，接著看下去品抽。

    protected AbstractNioChannel(Channel parent, SelectableChannel ch, int readInterestOp) {
        super(parent);
        this.ch = ch;
        this.readInterestOp = readInterestOp;
        try {
            //將Channel設(shè)置為非阻塞的
            ch.configureBlocking(false);
        } catch (IOException e) {
            throw new ChannelException("Failed to enter non-blocking mode.", e);
        }
    }

到了AbstractChannel的構(gòu)造方法圆恤，這里為Channel創(chuàng)建了一個(gè)id羽历，一個(gè)Unsafe還有一個(gè)PipeLine秕磷。Unsafe和PipeLine咱們后面再講澎嚣。

protected AbstractChannel(Channel parent) {
    this.parent = parent;
    id = newId();
    unsafe = newUnsafe();
    pipeline = newChannelPipeline();
}

2.2 init(channel) 初始化Channel

我們回到AbstractBootstrap的initAndRegister方法易桃，接著往下看init(channel)，這是個(gè)抽象方法驱富，實(shí)現(xiàn)在ServerBootstrap里匹舞。

init方法的主要邏輯是設(shè)置Channel參數(shù)叫榕、屬性晰绎，并將我們?cè)谝龑?dǎo)代碼中所配置的Handler添加進(jìn)去，最后又添加了一個(gè)ServerBootStrapAccptor，顧名思義這是一個(gè)處理新連接接入的Handler构资。

這個(gè)ServerBootStrapAccptor在隨后的章節(jié)中我們會(huì)講迹淌，這里先略過唉窃。至于為什么調(diào)用ch.eventLoop().execute而不是直接添加榔幸，這個(gè)我在代碼里有簡(jiǎn)要提示削咆，其實(shí)目前的版本拨齐，直接添加也是沒有問題的厦滤。這個(gè)我會(huì)在出視頻教程的時(shí)候給大家演示一下掏导，歡迎關(guān)注添瓷。

void init(Channel channel) throws Exception {
        //設(shè)置Channel參數(shù)鳞贷，我們?cè)谝龑?dǎo)代碼中通過.option(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)所設(shè)置的參數(shù)
        final Map<ChannelOption<?>, Object> options = options0();
        synchronized (options) {
            channel.config().setOptions(options);
        }
        //設(shè)置Channel屬性，我們?cè)谝龑?dǎo)代碼中通過.attr(AttributeKey.valueOf("ChannelName"), "ServerChannel")所設(shè)置的屬性
        final Map<AttributeKey<?>, Object> attrs = attrs0();
        synchronized (attrs) {
            for (Entry<AttributeKey<?>, Object> e : attrs.entrySet()) {
                @SuppressWarnings("unchecked")
                AttributeKey<Object> key = (AttributeKey<Object>) e.getKey();
                channel.attr(key).set(e.getValue());
            }
        }

        ChannelPipeline p = channel.pipeline();

        //p.addLast是同步調(diào)用，不管是不是EventLoop線程在執(zhí)行眷蚓，這個(gè)匿名的ChannelInitializer被立即添加進(jìn)PipeLine中
        //但是這個(gè)匿名的ChannelInitializer的initChannel方法是被channelAdded方法調(diào)用的沙热，而channelAdded方法只能被EventLoop線程調(diào)用
        //此時(shí)這個(gè)Channel還沒綁定EventLoop線程，所以這個(gè)匿名的ChannelInitializer的channelAdded方法的調(diào)用會(huì)被封裝成異步任務(wù)添加到PipeLine的pendingHandlerCallback鏈表中
        //當(dāng)Channel綁定EventLoop以后會(huì)從pendingHandlerCallback鏈表中取出任務(wù)執(zhí)行爵川。
        p.addLast(new ChannelInitializer<Channel>() {
            @Override
            public void initChannel(Channel ch) throws Exception {
                final ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
                ChannelHandler handler = config.handler();
                if (handler != null) {
                    //添加我們?cè)谝龑?dǎo)代碼中所配置的handler
                    pipeline.addLast(handler);
                }

                //有些同學(xué)對(duì)這個(gè)有疑問值依，為什么不直接pipeline.addLast，可以參考下面的issue，其實(shí)現(xiàn)在的版本已經(jīng)可以直接改成pipeline.addLast
                //issue鏈接https://github.com/netty/netty/issues/5566
                //為什么現(xiàn)在的版本可以直接改成pipeline.adLast呢风秤，關(guān)鍵在于ChannelInitializer的handlerAdded方法
                //大家可以對(duì)比4.0.39.Final版本和4.1.6.Final版本的區(qū)別
                //添加ServerBootStrapAcceptor
                ch.eventLoop().execute(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        pipeline.addLast(new ServerBootstrapAcceptor(
                                currentChildGroup, currentChildHandler, currentChildOptions, currentChildAttrs));
                    }
                });
            }
        });
    }

2.3 config().group().register(channel)綁定EventLoop并向Selector注冊(cè)Channel

我們回到AbstractBootstrap的initAndRegister方法疑苔，接著往下看到ChannelFuture regFuture = config().group().register(channel);惦费，這里就是注冊(cè)Channel的地方了，咱們跟進(jìn)去看看。

config.group()的返回是我們?cè)谝龑?dǎo)代碼中所設(shè)置的bossGroup鳍贾，由于這里只有一個(gè)Channel橡淑，所以bossEventLoopGroup里面只需要1個(gè)EventLoop就夠了。

跟到register(channel)方法里看看斗埂，這個(gè)register方法是抽象的男娄，具體實(shí)現(xiàn)在MultithreadEventLoopGroup中，跟進(jìn)去围橡。

@Override
public ChannelFuture register(Channel channel) {
    return next().register(channel);
}

next()方法調(diào)用EventExecutorChooser的next()方法選擇一個(gè)EventLoop。EventExecutorChooser有兩個(gè)實(shí)現(xiàn)收擦，分別是PowerOfTowEventExecutorChooser和GenericEventExecutorChooser塞赂，這兩個(gè)Chooser用的都是輪詢策略，只是輪詢算法不一樣仇哆。如果EventLoopGroup內(nèi)的EventLoop個(gè)數(shù)是2的冪讹剔，則用PowerOfTowEventExecutorChooser，否則用GenericEventExecutorChooser。

PowerOfTowEventExecutorChooser使用位操作隅俘。

@Override
public EventExecutor next() {
    return executors[idx.getAndIncrement() & executors.length - 1];
}

而GenericEventExecutorChooser使用取余操作为居。

@Override
public EventExecutor next() {
    return executors[Math.abs(idx.getAndIncrement() % executors.length)];
}

從EventLoop的選擇算法上我們可以看出，netty為了性能膳凝，無(wú)所不用其極蹬音。

chooser屬性的賦值在MultithreadEventExecutorGroup的構(gòu)造方法內(nèi)通過chooserFactory創(chuàng)建的劫狠。

protected MultithreadEventExecutorGroup(int nThreads, Executor executor,
                                        EventExecutorChooserFactory chooserFactory, Object... args) {
    chooser = chooserFactory.newChooser(children);
}

而chooserFactory的賦值在MultithreadEventExecutorGroup的另一個(gè)構(gòu)造方法內(nèi)。當(dāng)我們?cè)谝龑?dǎo)代碼中通過new NioEventLoopGroup(1)創(chuàng)建EventLoopGroup時(shí)最終會(huì)調(diào)用到這個(gè)構(gòu)造方法內(nèi)懦砂，默認(rèn)值為DefaultEventExecutorChooserFactory.INSTANCE荞膘。

protected MultithreadEventExecutorGroup(int nThreads, Executor executor, Object... args) {
    this(nThreads, executor, DefaultEventExecutorChooserFactory.INSTANCE, args);
}

next()方法選出的EventLoop就是個(gè)SingleThreadEventLoop了，我們跟到SingleThreadEventLoop的register方法，最終調(diào)用的是unsafe的register方法弥激。

@Override
public ChannelFuture register(Channel channel) {
    return register(new DefaultChannelPromise(channel, this));
}

@Override
public ChannelFuture register(final ChannelPromise promise) {
    ObjectUtil.checkNotNull(promise, "promise");
    promise.channel().unsafe().register(this, promise);
    return promise;
}

unsafe.register方法在io.netty.channel.AbstractChannel.AbstractUnsafe內(nèi)微服，我們跟下去看看。在register方法中最主要的有兩件事，一是綁定eventloop宝与，二是調(diào)用register0方法习劫。此時(shí)的調(diào)用線程不是EventLoop線程，會(huì)發(fā)起一個(gè)異步任務(wù)谤狡。

 @Override
public final void register(EventLoop eventLoop, final ChannelPromise promise) {
    //綁定eventloop
    AbstractChannel.this.eventLoop = eventLoop;
    
    if (eventLoop.inEventLoop()) {
        register0(promise);
        //此時(shí)我們不在EventLoop內(nèi)豌汇，也就是當(dāng)前線程非EventLoop線程，會(huì)走到這個(gè)分支
    } else {
        try {
            eventLoop.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    //調(diào)用子類的register0方法
                    register0(promise);
                }
            });
        } catch (Throwable t) {
           
        }
    }
}

register0方法內(nèi)主要有3步操作。

第1步是doRegister()斜做，這個(gè)咱們稍后說瓤逼。

第2步是pipeline.invokeHandlerAddedIfNeeded()這一步是去完成那些在綁定EventLoop之前觸發(fā)的添加handler操作，比如我們添加了一個(gè)ChannelInitializer，在ChannelInitalizer的initChannel方法中添加的Handler精居，而initChannel被channelAdded方法調(diào)用靴姿，channelAdded方法的調(diào)用必須在EventLoop內(nèi)，未綁定EventLoop之前這個(gè)調(diào)用會(huì)被封裝成異步任務(wù)辈毯。

這些操作被放在pipeline中的pendingHandlerCallbackHead中，是個(gè)雙向鏈表唁影，具體請(qǐng)參考DefaultChannelPipeLine的addLast(EventExecutorGroup group, String name, ChannelHandler handler)方法哟沫。

這一步調(diào)用了咱們的引導(dǎo)程序中的System.out.println("HandlerAdded")嗜诀，在控制臺(tái)打出"HandlerAdded"隆敢。

第3步觸發(fā)ChannelRegistered事件。這一步調(diào)用了咱們的引導(dǎo)程序中的System.out.println("ChannelRegistered")，在控制臺(tái)打出"ChannelRegistered"捣作。

好了券躁，到這里我們已經(jīng)知道了，為什么我們的引導(dǎo)程會(huì)先打出"HandlerAdded"和"ChannelRegistered"。

接著往下isActive()最終調(diào)用是的jdk ServerSocket類的isBound方法卵贱，咱們不再貼出代碼键俱，讀者自行查看，很簡(jiǎn)單踪央，顯然這里我們還沒有完成端口綁定畅蹂，所以這個(gè)if分支的代碼并不會(huì)執(zhí)行累贤。

    private void register0(ChannelPromise promise) {
        try {
            //向Selector注冊(cè)Channel
            doRegister();
           
            //去完成那些在綁定EventLoop之前觸發(fā)的添加handler操作痹束，這些操作被放在pipeline中的pendingHandlerCallbackHead中祷嘶，是個(gè)鏈表烛谊，具體請(qǐng)參考`DefaultChannelPipeLine`的`addLast(EventExecutorGroup group, String name, ChannelHandler handler)`方法。
            pipeline.invokeHandlerAddedIfNeeded();
            
            //將promise設(shè)置為成功的
            safeSetSuccess(promise);

            //觸發(fā)ChannelRegistered事件
            pipeline.fireChannelRegistered();
            
            //這里并沒有Active双泪，因?yàn)榇藭r(shí)還沒完成端口綁定焙矛，所以這個(gè)if分支的代碼都不會(huì)執(zhí)行
            if (isActive()) {
                if (firstRegistration) {
                    pipeline.fireChannelActive();
                } else if (config().isAutoRead()) {
                    beginRead();
                }
            }
        } catch (Throwable t) {
        }
    }

接下來(lái)咱們跟進(jìn)去doRegister方法，這是個(gè)抽象方法蟆盹，本例中方法實(shí)現(xiàn)在AbstractNioChannel中。好了面哥，到這里我們終于看到了導(dǎo)讀中提到的第4步“向Selector注冊(cè)Channel”的操作尚卫。

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

到了這里，我們?cè)趯?dǎo)讀中說的總共4步操作中怎爵，還有第3步?jīng)]有看到，在哪里呢，接著往下看狂秦。

2.4 綁定端口號(hào) doBind0

前文中我們說過doBind方法內(nèi)有兩個(gè)重要調(diào)用initAndRegister和doBind0侧啼，initAndRegister我們已經(jīng)分析完了，接下來(lái)看doBind0符喝。由于initAndRegister中register是異步操作协饲，當(dāng)initAndRegister返回時(shí)，register操作有可能完成了，也有可能沒完成膀篮，這里做了判斷誓竿，如果已經(jīng)完成則直接調(diào)用doBind0涧偷，如果未完成，則將doBind0放到regFuture的Listener中确封，等register操作完成后隅肥，由EventLoop線程來(lái)回調(diào)泛啸。

那么什么時(shí)候會(huì)回調(diào)Listener呢吕粹，當(dāng)調(diào)用promise的setSuccess或者setFailure時(shí)回調(diào)匹耕。還記得上文中的AbstractUnsafe.register0方法嗎，其中有一個(gè)調(diào)用safeSetSuccess(promise)既鞠，對(duì)，就是這里了龄恋，很簡(jiǎn)單篙挽，我們不再贅述铣卡。

private ChannelFuture doBind(final SocketAddress localAddress) {
    final ChannelFuture regFuture = initAndRegister();
    if (regFuture.isDone()) {
        ChannelPromise promise = channel.newPromise();
        doBind0(regFuture, channel, localAddress, promise);
        return promise;
    } else {
        final PendingRegistrationPromise promise = new PendingRegistrationPromise(channel);
        regFuture.addListener(new ChannelFutureListener() {
            @Override
            public void operationComplete(ChannelFuture future) throws Exception {
                Throwable cause = future.cause();
                if (cause != null) {
                  
                } else {
                    doBind0(regFuture, channel, localAddress, promise);
                }
            }
        });
        return promise;
    }
}

那么又有讀者疑問了蝉仇，在這個(gè)if判斷完成之后到添加Listener之間的這個(gè)時(shí)間轿衔，promise有可能已經(jīng)完成了害驹，Listener可能不會(huì)回調(diào)了， 奧秘在DefaultPromise的addListener(GenericFutureListener<? extends Future<? super V>> listener)方法里，這里注冊(cè)完Listener之后亥揖，如果發(fā)現(xiàn)promise已經(jīng)完成了，那么將直接調(diào)用nofityListeners方法向EventLoop提交異步任務(wù)（此時(shí)已經(jīng)完成綁定EventLoop），該異步任務(wù)即是回調(diào)剛剛注冊(cè)的Listener旁趟。

@Override
public Promise<V> addListener(GenericFutureListener<? extends Future<? super V>> listener) {
    synchronized (this) {
        addListener0(listener);
    }
    if (isDone()) {
        notifyListeners();
    }
    return this;
}

咱們回歸正題橙困，去看doBind0方法辟狈，這里調(diào)用了channel.bind方法，具體實(shí)現(xiàn)在AbstractChannel里壹蔓。

private static void doBind0(
        final ChannelFuture regFuture, final Channel channel,
        final SocketAddress localAddress, final ChannelPromise promise) {

    channel.eventLoop().execute(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            if (regFuture.isSuccess()) {
                channel.bind(localAddress, promise).addListener(ChannelFutureListener.CLOSE_ON_FAILURE);
            } else {
                promise.setFailure(regFuture.cause());
            }
        }
    });
}

AbstractChannel里的bind方法調(diào)用了pipeline.bind亲雪，還記得一篇“Netty整體架構(gòu)”文章中的那張圖嗎义辕，咱們?cè)俅畏懦鰜?lái)终息。

netty整體架構(gòu)圖

bind方法會(huì)首先調(diào)用Tail的bind方法喳张，最終傳播到Head的bind方法销部，具體怎么傳播的酱虎，咱們講PipeLine的時(shí)候再說读串。

@Override
public ChannelFuture bind(SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise) {
    return pipeline.bind(localAddress, promise);
}

這里咱們直接跟到HeadContext的bind方法， 我們看到又調(diào)用了unsafe的bind方法排监，前面我們看到Channel在向Selector注冊(cè)時(shí)最終也調(diào)用到了unsafe杰捂。這里先跟大家說一下unsafe是netty中最直接跟Channel接觸的類舆床，對(duì)Channel的所有操作最終都會(huì)落到unsafe上嫁佳，具體詳情咱們后面講unsafe的時(shí)候再說桦踊。

@Override
public void bind(
        ChannelHandlerContext ctx, SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise)
        throws Exception {
    unsafe.bind(localAddress, promise);
}

具體實(shí)現(xiàn)在AbstractUnsafe中，bind方法中兩個(gè)重要操作殖演，一是調(diào)用doBind方法綁定端口，這個(gè)稍后說俯在。二是觸發(fā)ChannelActive事件娃惯，這一步有一個(gè)isActive判斷，到這里我們已經(jīng)完成了端口綁定趾浅，所以是true。這一步調(diào)用了咱們引導(dǎo)程序中的System.out.println("ChannelActive")在控制臺(tái)打印出"ChannelActive"浅侨。

@Override
public final void bind(final SocketAddress localAddress, final ChannelPromise promise) {
   
    boolean wasActive = isActive();
    try {
        doBind(localAddress);
    } catch (Throwable t) {
    }

    if (!wasActive && isActive()) {
        invokeLater(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                pipeline.fireChannelActive();
            }
        });
    }
}

doBind方法的實(shí)現(xiàn)在NioServerSocketChannel中证膨，我們一起來(lái)看一下，至此導(dǎo)讀中提到的第3步操作“綁定端口”央勒，我們已經(jīng)看到了，服務(wù)端啟動(dòng)完成崔步。

protected void doBind(SocketAddress localAddress) throws Exception {
    if (PlatformDependent.javaVersion() >= 7) {
        javaChannel().bind(localAddress, config.getBacklog());
    } else {
        javaChannel().socket().bind(localAddress, config.getBacklog());
    }
}
2.4.1 注冊(cè)興趣事件在哪里

但是似乎是不是少了點(diǎn)什么，我們?cè)谑褂胘dk api編寫的時(shí)候灶似，向selector注冊(cè)的時(shí)候慎陵，傳遞了興趣事件的，為什么我們沒有看到這里有興趣事件的注冊(cè)呢喻奥。我們繼續(xù)回到AbstractUnsafe的bind方法中席纽，最后調(diào)用了pipeline.fireChannelActive()，下面是PipeLine的fireChannleActive方法撞蚕，調(diào)用了AbstractChannelHandlerContext.invokeChannelActive(head)润梯，而這個(gè)head就是我們的“netty整體架構(gòu)圖”中的HeadContext。

@Override
public final ChannelPipeline fireChannelActive() {
    AbstractChannelHandlerContext.invokeChannelActive(head);
    return this;
}

static void invokeChannelActive(final AbstractChannelHandlerContext next) {
EventExecutor executor = next.executor();
if (executor.inEventLoop()) {
    next.invokeChannelActive();
} else {
    executor.execute(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            next.invokeChannelActive();
        }
    });
}
}

HeadContext中的channelActive方法如下甥厦，奧秘在readIfIsAutoRead里纺铭，readIfIsAutoRead，最終調(diào)用了channel.read刀疙。

@Override
public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
    ctx.fireChannelActive();

    readIfIsAutoRead();
}

private void readIfIsAutoRead() {
    if (channel.config().isAutoRead()) {
        channel.read();
    }
}

channel.read方法的實(shí)現(xiàn)在AbstractChannel中舶赔，調(diào)用到了pipeline.read。

@Override
public Channel read() {
    pipeline.read();
    return this;
}

PipeLine中的read方法如下谦秧，調(diào)用了tail的read方法，最終這個(gè)調(diào)用會(huì)傳播到head的read方法疚鲤，具體的傳播過程锥累，等咱們講PipeLine的時(shí)候再說。咱們直接去看HeadContext的read方法集歇。

@Override
public final ChannelPipeline read() {
    tail.read();
    return this;
}

HeadContext的read方法又調(diào)用到unsafe.beginRead()桶略。

@Override
public void read(ChannelHandlerContext ctx) {
    unsafe.beginRead();
}

beginRead方法的實(shí)現(xiàn)在AbstractUnsafe中，這里調(diào)用了doBeginRead诲宇。doBeginRead方法的實(shí)現(xiàn)在AbstractNioChannel中际歼。

@Override
public final void beginRead() {
    try {
        doBeginRead();
    } catch (final Exception e) {
    
    }
}

doBeginRead方法的實(shí)現(xiàn)在AbstractNioChannel中，這里修改了selectionKey的興趣事件姑蓝，把已有的興趣事件interestOps和readInterestOp合并在一起重新設(shè)置鹅心。

interestOps是現(xiàn)有的興趣事件，在上文中向Selector注冊(cè)時(shí)的代碼里javaChannel().register(eventLoop().selector, 0, this)它掂，所以interestOps就是0巴帮。

readInterestOp在哪里設(shè)置的呢溯泣，還記得本篇文章中新創(chuàng)建一個(gè)Channel那一小節(jié)中嗎虐秋？

@Override
protected void doBeginRead() throws Exception {
    // Channel.read() or ChannelHandlerContext.read() was called
    final SelectionKey selectionKey = this.selectionKey;
    if (!selectionKey.isValid()) {
        return;
    }

    readPending = true;

    final int interestOps = selectionKey.interestOps();
    if ((interestOps & readInterestOp) == 0) {
        selectionKey.interestOps(interestOps | readInterestOp);
    }
}

在NioServerSocketChannel調(diào)用父類的構(gòu)造方法時(shí)傳遞了一個(gè)興趣事件參數(shù)，值為SelectionKey.OP_ACCEPT垃沦，至此客给，真相大白。

public NioServerSocketChannel(ServerSocketChannel channel) {
    super(null, channel, SelectionKey.OP_ACCEPT);
    config = new NioServerSocketChannelConfig(this, javaChannel().socket());
}

九曲連環(huán)肢簿，我們終于找到了這么小小的一個(gè)點(diǎn)靶剑，為什么流程這么長(zhǎng)呢蜻拨，似乎很難理解，不要緊桩引，繼續(xù)關(guān)注我的文章缎讼，咱們講PipeLine的時(shí)候會(huì)把這里講明白。

3 總結(jié)

netty服務(wù)端啟動(dòng)流程：

  1. 創(chuàng)建一個(gè)Channel實(shí)例坑匠，這個(gè)過程中將Channel設(shè)置為非阻塞的血崭，為Channel創(chuàng)建了PipeLine和Unsafe。

  2. 初始化Channel厘灼，為Channel設(shè)置參數(shù)和屬性夹纫，并添加ServerBootstrapAcceptor這個(gè)特殊的Handler。

  3. 注冊(cè)Channel设凹，為Channel綁定一個(gè)EventLoop并向Selector注冊(cè)Channel舰讹。

  4. 綁定端口。

關(guān)于作者

王建新闪朱，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)架構(gòu)部資深Java工程師月匣，主要負(fù)責(zé)服務(wù)治理、RPC框架奋姿、分布式調(diào)用跟蹤桶错、監(jiān)控系統(tǒng)等。愛技術(shù)胀蛮、愛學(xué)習(xí)院刁，歡迎聯(lián)系交流。

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