目录

1. 目标

2. 源码版本 

3. io.netty.channel

3.1. Channel

3.2. ChannelId

3.3. ChannelHandler

3.4. DefaultChannelHandlerContext

3.5. ChannelPipeline

3.6. ChannelFuture

3.7. EventLoop

3.8. MultithreadEventLoopGroup

3.9. SingleThreadEventLoop

4. io.netty.bootstrap

5. NIO封装

1. 目标

通过io.netty.channel和io.netty.bootstrap两个package，对netty进行总体认知。进一步查看netty对NIO的封装，了解源码实现，梳理类层次关系与源码流程。

2. 源码版本 

Netty v4.1.5

3. io.netty.channel

3.1. Channel

what

Channel作为网络socket或IO组件的连接体。

extends AttributeMap, ChannelOutboundInvoker, Comparable<Channel>

io操作需要通过channel发起，所以继承了outbound.

提供一个用户试图

• channel的状态，如open／connected
• channel的配置
• channel支持的IO操作
• channelpipeline，处理与该channel相关的所有IO事件／请求

所有IO操作都是异步的

        所有IO操作都会立即返回，且返回channelFuture，当IO已经完成时，会notify该future。

结构化 parent

        指明该channel时如何被创建的

支持向下转型down-cast

        用来支持特殊传输操作，因为某些传输实现拥有特有的操作。

释放资源

        close时，确保释放所有资源

3.2. ChannelId

Channel的全局唯一标示

相关因素

• 物理地址MAC address／网络适配器the network adapter
• 当前进程ID
• System.currentTimeMillis()
• System.nanoTime()
• 随机32bit整数
• 顺序生成的32bit整数

3.3. ChannelHandler

what

处理IO事件／IO操作，并传递给下一个handler。

开发者需要做什么

开发者需要实现channelHandler具体实现类

• ChannelInboundHandler处理IO事件
• ChannelOutboundHandler处理IO操作
• 更方便的方式：实现对应的适配器。
  • ChannelInboundHandlerAdapter处理IO事件
  • ChannelOutboundHandlerAdapter处理IO操作
  • ChannelDuplexHandler处理IO事件与操作

ChannelHandlerContext引用的作用

handler通过context的引用，才可以与其所归属的pipeline进行交互。

信息存储

当channelHandler需要存储信息时，建议使用成员变量。因为信息是与channel相关的，所以为channel生成单独的handler实例。

如果想复用handler实例，请为handler使用注解@Sharable，请使用ChannelHandlerContext提供的AttributeKey。

@Sharable

在handler上使用该注解，表示可以复用。否则不可复用，因为其已被标示为unshared。

子类ChannelInboundHandler

添加状态变化的回调方法 adds callbacks for state changes

• channelRegistered 注册到eventLoop
• channelUnregistered 从eventLoop解除注册
• channelActive 当前可用的
• channelInactive 不可用，生命周期终点
• channelRead 已经从远端节点读取到信息
• channelReadComplete 读操作获取的最后信息已经被channelRead消费掉。如果没有为channel设置自动读，则不会尝试读取inbound信息。
• userEventTriggered 用户注册的event已经触发
• channelWritabilityChanged channel的可写状态发生改变。可通过channel.isWritable进行检查。
• exceptionCaught 抛出异常

子类ChannelOutboundHandler

获取到IO outbound操作的notify通知

• bind 绑定操作发生时
• connect 连接操作发生时
• disconnect 断开连接操作发生时
• close
• deregister 从当前注册的eventloop中取消注册
• read 拦截context的read操作
• write 沿着pipeline进行写，当调用channel的flush时才会将信息输出
• flush

3.4. DefaultChannelHandlerContext

channelHandler的上下文，对channelHandler进行包装。

private final ChannelHandler handler

3.5. ChannelPipeline

what

包含由多个ChannelHandler组成的双向链表，用来控制与Channel相关的IO事件与操作。ChannelPipeline实现了一个起到拦截过滤作用的结构，让用户可以充分控制如何处理事件，handler间如何交互。

与channel的关系

Channel：ChannelPipeline＝1:1

当Channel创建时，会自动创建ChannelPipeline

结构图示

图来自netty java文件 

inbound事件，handler处理顺序为从下到上。

outbound事件，handler处理顺序为从上到下。

注意：inbound data的生成与outbound data的操作，均是由netty内部的IO线程完成的。

addLast方法

addLast方法是把handler加在上层，既tail。

如何避免handler阻塞

如果handler处理时间较长，为避免IO Thread被block，在添加Handler时可以启用EventExecutorGroup。
如果handler是异步的或快速的，可以不考虑group。

事件传递

handler通过调用ChannelHandlerContext的事件传播方法完成事件传递。

ChannelPipeline应包含三类的ChannelHandler

• Protocol Decoder：二进制数据转换为java object
• Protocol Encoder：java object转换为二进制
• Business Logic Handler：执行业务逻辑

随时添加handler

线程安全的，任何时间都可从ChannelPipeline中添加或删除ChannleHanler

子类DefaultChannelPipeline

// 双向链表
final AbstractChannelHandlerContext head;
final AbstractChannelHandlerContext tail;

pipeline中主要field tail

final class TailContext extends AbstractChannelHandlerContext implements ChannelInboundHandler

作用：作为最后一个inboundHandler存在，主要任务是release msg，引用数refenrence  count减一，当引用数为0时销毁msg。

pipeline中主要field head

final class HeadContext extends AbstractChannelHandlerContext
            implements ChannelOutboundHandler, ChannelInboundHandler

作用：作为第一个intboundHandler存在，作为最后一个outboundHandler存在。
将hanler和IO event与操作衔接在一起。例如写请求，经过一系列outboundHandler处理后到达这里，再由其调用对应channel的unsafe的方法进行与jdkNIOChannel的操作。读事件，首先调用channel的unsafe对应方法，

3.6. ChannelFuture

what

在Netty中所有IO操作都是异步的。可以通过返回的ChannelFuture来获取执行结果或状态信息。

状态

ChannelFuture两个终态，未完成与完成。完成态分为：成功，失败，取消。
得到ChannelFuture后，可等待完成，也可添加addListener(当操作完成时会notify)

两种终态的图示，来自netty java源码

addListener好于await

addListener是非阻塞的；await是阻塞IO Thread。
确保不要在IO Thread中调用await(),可以使用await(timeout)，否则可能导致dead lock，会抛出BlockingOperationException。

IO操作超时与await超时是没有关系的

IO超时，future将是failure的。IO超时需要配置，而不是通过await控制。

3.7. EventLoop

what

负责event(轮询)发现与event执行

类层次图示

eventLoop与eventLoopGroup的关系

• eventLoopGroup通过eventExcuter[]来引用多个eventLoop；构造函数中nThreads即为数组大小。
• eventLoopGroup创建的同时会创建一个Excutor，创建nThreads个eventLoop，且均由该excutor进行调度。
• 默认excutor为ThreadPerTaskExecutor，会为每个task创建一个thread，这也太奢侈了。

3.8. MultithreadEventLoopGroup

其管理的eventloop共享一个executor

3.9. SingleThreadEventLoop

4. io.netty.bootstrap

自由门

5. NIO封装

自由门

最后

以上就是稳重大碗为你收集整理的通过源码去认知Netty-io.netty.channel1. 目标2. 源码版本 3. io.netty.channel4. io.netty.bootstrap5. NIO封装的全部内容，希望文章能够帮你解决通过源码去认知Netty-io.netty.channel1. 目标2. 源码版本 3. io.netty.channel4. io.netty.bootstrap5. NIO封装所遇到的程序开发问题。

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