Classes related to Netty Transport - Part2

Table of Contents

• 1. 相关流程
  • 1.1. bind流程
  • 1.2. accept流程
  • 1.3. connect流程
  • 1.4. write流程
  • 1.5. read流程

1. 相关流程

下面的相关流程特指NioServerSocketChannel/NioSocketChannel

1.1. bind流程

• 新建一个Channel
• 注册到boss group，注册时触发事件
  
  • fireChannelRegistered
  • fireChannelActive(如果是第一次注册，例如unregister后再register没有这个事件）
• 调用Java NIO bind到端口

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Classes related to Netty Transport - Part1

Table of Contents

• 1. EventLoop
  • 1.1. 相关类
  • 1.2. NioEventLoop相关实现
• 2. Channel
  • 2.1. 相关类
  • 2.2. NioServerSocketChannel
  • 2.3. AbstractChannel
• 3. Pipeline
• 4. AddressResolver

1. EventLoop

1.1. 相关类

• 方框内是interface，方框外是class
• 浅蓝色是java.util.concurrent包中的executor
• 绿色是 io.netty.util.concurrent包中的EventExecutor
• 黄色是 io.netty.util.concurrent包中的EventLoop

Executor相关类主要负责（立即或者定时）执行Runnable/Callable；EventExecutor类增加了判断当前线程是否在EventLoop中的方法；EventLoop相关类提供接口将Channel register/unregister到一个EventLoop，另外返回一个返回ChannelHandlerInvoker用于在EventLoop触发register/active/write等行为或事件

类	提示
EventLoopGroup	EventLoop集合;register channel; 返回EventExecutor（next函数）
Executor	执行Runnable
ExecutorService	执行Callable; shutdown
ScheduledExecutorService	定时执行Runnable和Callable
EventExecutor	判断当前线程是否在本executor：inEventLoop
EventExecutorGroup	shudown; EventExector集合
EventLoop	返回ChannelHandlerInvoker，用于在EventLoop触发register,active, write等行为或事件

1.2. NioEventLoop相关实现

类NioEventLoop实现了EventLoop，但其具体的实现通过上层的类提供： AbstractScheduledEventExecutor和SingleThreadEventExecutor和SingleThreadEventLoop。

AbstractScheduledEventExecutor

• 实现schedule Runnable/Callable功能；
• 有一个scheduledTaskQueue，用PriorityQueue实现，头部是到期时间最早的task

SingleThreadEventExecutor

基于AbstractScheduledEventExecutor提供了addTask和pollTask的功能。

拥有两个queue：

• 本身有一个taskQueue，用来保存马上需要执行的任务
• 继承自AbstractScheduledEventExecutor的scheduledTaskQueue

函数takeTask用来获取一个需要马上执行的runnable，函数的实现如下：

• 查看scheduledTaskQueue头，如果没有任何scheduled task，则从taskQueue中take(无限等待）。

可能会感觉这里有bug，即在无限等待过程中，新加入scheduled tastk queue的task不会被执行。事实是在向其提交ScheduledTask时，会做以下操作： <V> ScheduledFuture<V> schedule(final ScheduledFutureTask<V> task) { if (inEventLoop()) { // (1) scheduledTaskQueue().add(task); } else { // (2) execute(new OneTimeTask() { @Override public void run() { scheduledTaskQueue().add(task); } }); } return task; } 在（1）情况下，下一个循环又会先检查scheduledTaskQueue，所以会被执行 在（2）情况下，线程会先被唤醒执行OneTimeTask，下一个循环还是会去先scheduledTaskQueue 因此是没有bug的

• 如果有scheduled task，则检查dueTime。
  
  • 如果已经到期，则返回。
  • 如果没有到期，从等待taskQueue，一直到dueTime。
    
    • 如果dueTime到了taskQueue还没有东西，则返回scheduled task。
    • 否则返回taskQueue里的东西。

boolean runAllTasks(long timeoutNanos) 会被子类用到，执行task直到timeout。

SingleThreadEventLoop

这个类没啥东西

NioEventLoop本身

依靠Java NIO（如Selector），提供了register channel的相关功能(中间需要调用Channel.register）。同时，override SingleThreadEventExecutor中的run函数，从而定义线程主循环。

主循环逻辑如下：

• select并等待唤醒(这里逻辑复杂，看不懂）
• 根据设置的io/task执行时间比例，按比例执select到的任务和task任务

select到的任务主要指socket的read/write，task任务主要指提交的Runnable和Callable

2. Channel

2.1. 相关类

2.2. NioServerSocketChannel

在使用ServerBootStrap时，需要提供一个Channel类，用来处理server socket的read操作（即accept）。使用NIO + TCP时，一般使用NioServerSocketChannel。

很奇怪的是，该类继承AbstractNioMessageChannel，这是因为AbstractNioMessageChannel实现了read函数(确切的说是实现了AbstractNioUnsafe子类），并会要求子类实现一个readMessage。而NioServerSocketChannel.readMessage则通过调用accept返回一个NioSocketChannel对象。

2.3. AbstractChannel

• 包含了register,write,bind等实现框架
• 需要子类去实现doRegister等函数，例如AbstractNioChannel实现了doRegister, NioSocketChannel实现了doWrite等

3. Pipeline

• DefaultChannelPipeLien包含了以AbstractChannelHandlerContext为元素的双线链表。该双线链表的Head和Tail都是内建不能更改的。当我们向pipeline增加ChannelHandler时（如调用addLast），实际上是创建一个AbstractChannelHandlerContext并添加到这个双向链表中。
• event类消息，从head开始向下遍历，比如fireChannelRegistered，fireChannelActive，fireChannelRead等
• action类消息，从tail开始遍历，比如write，read，connect，close等
• 内建的HeadContext会处理connect，write等调用，并调用AbstractChannel中相应的函数。具体的处理细节根据action和channel的类型都会不同。
• 内建的TailContext没什么特别处理，只对没人处理的ByteBuf做释放操作

4. AddressResolver

Netty中的AddressResolver负责将名字翻译成SocketAddress。为了提高速度(Or somthing else)，Netty定义了AddressResolverGroup，每个EventExecutor关联一个Resolver

Netty有三种AddressResolverGroup实现:

• DefaultAddressResolverGroup: 通过Java自带的InetAddress.getByName来解析
• DnsAddressResolverGroup：Netty自己实现的一套DNS解析，有Cache功能
• NoopAddressResolverGroup: 啥都不干

在调用BootStrap.connect()时，会在当前线程调用AddressResolver.resolve(remoteAddress)，而默认的实现DefaultAddressResolverGroup这个操作是 阻塞 的！

DnsAddressResolverGroup实现没看(貌似是4.1新出的功能)，不过应该不会是阻塞的(但是也会在Channel的EventGroup上执行)。构造的时候需要：

• EventLoop
• name server list

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