netty（三） NioEventLoop再學習
NioEventLoop再次學習
昨天開始學習了NioEventLoop，今天詳細看了NioEventLoop的底層實現。
NioEventLoop的繼承關係如圖所示：
從圖中可以看出來，NioEventLoop的終極父類是Executor，也就是是說NioEventLoop是一個執行緒池（但是它也可以看做一個執行緒）。在程式中並沒有使用NioEventLoop，而是通過使用NioEventLoopGroup物件來最終使用NioEventLoop的。
1 NioEventLoopGroup
NioEventLoopGroup是一個執行緒池，從上面的類繼承關係可以看出來，NioEventLoopGroup的終極父類也是Executor，因為EventLoopGroup是它的父類。NioEventLoopGroup作為一個執行緒池，裡面盛放的物件就是NioEventLoop物件。也就是說NioEventLoopGroup中盛放的時一個一個的執行緒池NioEventLoop。下面看看NioEventLoopGroup底層實現。
通過new NioEventLoopGroup()會呼叫NioEventLoopGroup的構造器，在一步一步，最終呼叫NioEventLoopGroup的父類的構造器，這裡說一點，既然NioEventLoopGroup是一個執行緒池，那麼就會指定執行緒池中的執行緒數，如果直接new NioEventLoopGroup()那麼會開啟默認個執行緒，預設數是CPU核心的2倍。
會呼叫父類MultithreadEventLoopGroup的構造器，這裡會指定NioEventLoopGroup池中的執行緒數
protected MultithreadEventLoopGroup(int nThreads, ThreadFactory threadFactory, Object... args) {
super 這裡需要看看newChild()方法：
//可以發現這裡會交由其子類來重寫
protected abstract EventExecutor newChild(ThreadFactory var1, Object... var2) throws Exception;因為關注的是NioEventLoopGroup，因此看看它對該方法的重寫：
protected EventExecutor newChild(ThreadFactory threadFactory, Object... args) throws Exception {
return new NioEventLoop(this, threadFactory, (SelectorProvider)args[0], ((SelectStrategyFactory)args[1]).newSelectStrategy(), (RejectedExecutionHandler)args[2]);
}從這個方法可以看出，建立的EventExecutor實際上就是NioEventLoop物件。
從這裡就可以看出，雖然程式中沒有直接操作NioEventLoop，但是通過NioEventLoopGroup，就可以使用NioEventLoop。
2 NioEventLoop
直接看上面呼叫的NioEventLoop的構造方法：
NioEventLoop(NioEventLoopGroup parent, ThreadFactory threadFactory, SelectorProvider selectorProvider, SelectStrategy strategy, RejectedExecutionHandler rejectedExecutionHandler) {
//首先呼叫父類構造器
super(parent, threadFactory, false, DEFAULT_MAX_PENDING_TASKS, rejectedExecutionHandler);
if (selectorProvider == null) {
throw new NullPointerException("selectorProvider");
} else if (strategy == null) {
throw new NullPointerException("selectStrategy");
} else {
this.provider = selectorProvider;
//這個和獲得Selector物件的方法很像，估計就是
NioEventLoop.SelectorTuple selectorTuple = this.openSelector();
this.selector = selectorTuple.selector;
this.unwrappedSelector = selectorTuple.unwrappedSelector;
this.selectStrategy = strategy;
}
}然後呼叫了NioEventLoop的父類構造器：
//繼續呼叫父類構造器
protected SingleThreadEventLoop(EventLoopGroup parent, ThreadFactory threadFactory, boolean addTaskWakesUp, int maxPendingTasks, RejectedExecutionHandler rejectedExecutionHandler) {
super(parent, threadFactory, addTaskWakesUp, maxPendingTasks, rejectedExecutionHandler);
}
//呼叫SingleThreadEventExecutor構造器
protected SingleThreadEventExecutor(EventExecutorGroup parent, ThreadFactory threadFactory, boolean addTaskWakesUp, int maxPendingTasks, RejectedExecutionHandler rejectedHandler) {
//建立SingleThreadEventExecutor執行緒池中的執行緒
this.thread = threadFactory.newThread(new Runnable() {
public void run() {
呼叫run方法
SingleThreadEventExecutor.this.run();
}
}
}
//由子類重寫
protected abstract void run();解釋：SingleThreadEventExecutor是一個執行緒池，因此需要制定裡面的執行緒，從名字可以看出來，SingleThreadEventExecutor執行緒池中只有一個執行緒，也就是它的thread屬性。SingleThreadEventExecutor的子類NioEventLoop又重寫了run()方法，因此在SingleThreadEventExecutor執行緒池中的執行緒執行的時候回撥用NioEventLoop的run()方法。然後把建立的NioEventLoop物件賦值給MultithreadEventExecutorGroup中的children[i].
至此可以明白了，建立NioEventLoopGroup時，實際上就建立了若干個NioEventLoop執行緒池物件，並將其放入到NioEventLoopGroup中，交由其統一管理。
又因為NioEventLoop現場池中只有一個執行緒，因此，可以把NioEventLoop看做一個執行緒。NioEventLoop負責的事情就是連線和IO操作。具體就是在NioEventLoop的run方法中實現的。
3 NioEventLoop的職責
建立完NioEventLoopGroup之後，實際上就建立了NioEventLoop，然後將NioEventLoopGroup繫結到啟動類上Bootstrap，伺服器端是繫結到ServerBootstrap啟動類上。
//繫結
bootstrap.group(group,worker);
//啟動，監控,在這裡會啟動NioEventLoop中的執行緒，監聽，或者處理IO
bootstrap.bind()
//同步等待
.sync();看看bind()方法，然後進行一系列的呼叫：
public ChannelFuture bind() {
return this.doBind(localAddress);
}
//doBind
private ChannelFuture doBind(final SocketAddress localAddress) {
AbstractBootstrap.doBind0(regFuture, channel, localAddress, promise);
}
//doBind0
private static void doBind0(final ChannelFuture regFuture, final Channel channel, final SocketAddress localAddress, final ChannelPromise promise) {
/**
*這裡會執行eventLoop().execute(),往執行緒池中提交任務
*eventLoop()會返回NioEventLoop物件
*那麼就會執行NioEventLoop的execute()方法
*/
channel.eventLoop().execute(new Runnable() {
public void run() {
if (regFuture.isSuccess()) {
channel.bind(localAddress, promise).addListener(ChannelFutureListener.CLOSE_ON_FAILURE);
} else {
promise.setFailure(regFuture.cause());
}
}
});
}
//NioEventLoop從SingleThreadEventExecutor繼承過來的execute()
public void execute(Runnable task) {
//這裡啟動NioEventLoop中的執行緒
this.startThread();
}然後將會執行run()方法，NioEventLoop的重寫的run方法也會被執行：
//NioEventLoop重寫的run
protected void run() {
while(true) {
while(true) {
//實際呼叫select方法阻塞，等待IO或者網路連線
this.select(this.wakenUp.getAndSet(false));
//處理相關事件
this.processSelectedKeys();
}
}
}下面就是經過一系列呼叫執行的方法：
private void processSelectedKeysPlain(Set<SelectionKey> selectedKeys) {
//這就和利用原生java NIO jdk程式設計非常像了，獲得channel上發生動作的集合，遍歷這個集合，
//不停的處理這些channel上的動作
if (!selectedKeys.isEmpty()) {
Iterator i = selectedKeys.iterator();
while(true) {
SelectionKey k = (SelectionKey)i.next();
Object a = k.attachment();
i.remove();
if (a instanceof AbstractNioChannel) {
this.processSelectedKey(k, (AbstractNioChannel)a);
} else {
NioTask<SelectableChannel> task = (NioTask)a;
processSelectedKey(k, task);
}
if (!i.hasNext()) {
break;
}
if (this.needsToSelectAgain) {
this.selectAgain();
selectedKeys = this.selector.selectedKeys();
if (selectedKeys.isEmpty()) {
break;
}
i = selectedKeys.iterator();
}
}
}
}ok，至此完畢。可算是NioEventLoop搞懂了。
4 總結
在程式編寫的時候不需要直接操作NioEventLoop，而是通過NioEventLoopGroup來，間接建立NioEventLoop。NioEventLoopGroup是一個執行緒池，裡面存放若干個NioEventLoop物件。
NioEventLoop是一個執行緒池物件，但是它裡面只有一個執行緒，因此也可以將其看做一個執行緒，它主要做的事情就是，開啟它裡面的唯一的那個執行緒，如果是負責監聽連線的話，那麼將ServerSocketChannel註冊在這個執行緒上，並宣告對Accept感興趣，這個執行緒就會通過Selector呼叫select()阻塞，直至有連線請求過來，那麼就開始處理；如果是負責IO的話，那麼將SocketChannel註冊在這個執行緒上，並宣告對Read/Write感興趣，這個執行緒也會通過Selector呼叫select()阻塞，直至有IO操作發生，然後喚醒處理IO。