備註：本文的分析基於netty 4.0.9final版本，僅對Nio進行分析，因為本人對Socket程式設計比較感興趣。

1、channel總體機構圖

nio channel的總體結構圖如下：

2、關鍵類和介面分析

2.1  基於NioServerSocketChannel進行分析

1）Channel

Channel是頂層介面，繼承了AttributeMap, ChannelOutboundInvoker, ChannelPropertyAccess, Comparable<Channel>，它作為一個具體IO能力的元件提供給開發者，包括read, write, connect, and bind等操作。另外還提供了Channel配置的功能，以及獲取Channel所在的eventloop的功能。

2）AbstractChannel

AbstractChannel實現Channel介面，關鍵程式碼如下：

1. privatefinal Channel parent;   
2. privatefinallong hashCode = ThreadLocalRandom.current().nextLong();  
3. privatefinal Unsafe unsafe;  
4. privatefinal DefaultChannelPipeline pipeline;  
5. privatefinal ChannelFuture succeededFuture = 
   new SucceededChannelFuture(this, null);  
6. privatefinal VoidChannelPromise voidPromise = new VoidChannelPromise(this, true);  
7. privatefinal VoidChannelPromise unsafeVoidPromise = new VoidChannelPromise(this, false);  
8. privatefinal CloseFuture closeFuture = new CloseFuture(this);  
9. privatevolatile
    SocketAddress localAddress;  
10. privatevolatile SocketAddress remoteAddress;  
11. privatevolatile EventLoop eventLoop;  
12. privatevolatileboolean registered;  
13. /** Cache for the string representation of this channel */
14. privateboolean strValActive;  
15. private String strVal;<pre name="code"class="java">    /** 
16.  * Creates a new instance. 
17.  * 
18.  * @param parent 
19.  *        the parent of this channel. {@code null} if there's no parent. 
20.  */
21. protected AbstractChannel(Channel parent) {  
22.     this.parent = parent;  
23.     unsafe = newUnsafe();  
24.     pipeline = new DefaultChannelPipeline(this);  
25. }  

比較重要的物件是pipeline和unsafe，它們提供對read，write，bind等操作的具體實現。

3）AbstractNioChannel

AbstractNioChannel繼承AbstractChannel，從這個類開始涉及到JDK的socket，參考如下關鍵程式碼：

1. privatefinal SelectableChannel ch;  
2.     protectedfinalint readInterestOp;  
3.     privatevolatile SelectionKey selectionKey;  
4.     privatevolatileboolean inputShutdown;  
5. <pre name="code"class="java">    @Override
6.     protectedvoid doRegister() throws Exception {  
7.         boolean selected = false;  
8.         for (;;) {  
9.             try {  
10.                 selectionKey = javaChannel().register(eventLoop().selector, 0, this);  
11.                 return;  
12.             } catch (CancelledKeyException e) {  
13.                 if (!selected) {  
14.                     // Force the Selector to select now as the "canceled" SelectionKey may still be
15.                     // cached and not removed because no Select.select(..) operation was called yet.
16.                     eventLoop().selectNow();  
17.                     selected = true;  
18.                 } else {  
19.                     // We forced a select operation on the selector before but the SelectionKey is still cached
20.                     // for whatever reason. JDK bug ?
21.                     throw e;  
22.                 }  
23.             }  
24.         }  
25.     }  

  /** * Create a new instance * * @param parent the parent {@link Channel} by which this instance was created. May be {@code null} * @param ch the underlying {@link SelectableChannel} on which it operates * @param readInterestOp the ops to set to receive data from the {@link SelectableChannel} */ protected AbstractNioChannel(Channel parent, SelectableChannel ch, int readInterestOp) { super(parent); this.ch = ch; this.readInterestOp = readInterestOp; try { ch.configureBlocking(false); } catch (IOException e) { try { ch.close(); } catch (IOException e2) { if (logger.isWarnEnabled()) { logger.warn( "Failed to close a partially initialized socket.", e2); } } throw new ChannelException("Failed to enter non-blocking mode.", e); } } 從上面的程式碼可以看出，這裡定義真正的Socket Channel(SelectableChannel)，關心的事件，註冊後的key。將Socket設定為非阻塞，這是所有非同步IO的關鍵，也就是說不管多麼好的框架，底層基礎還是不會變，可見學好基礎的重要性啊，^_^。這裡重點要關注一下register函式，這個函式是將Channel和事件迴圈進行關聯的關鍵。每個事件迴圈都有一個自己的selector，channel實際上是註冊到了相應eventloop的selector中，這也是Nio Socket程式設計的基礎。

從這個類中已經可以看到netty的channel是如何和socket 的nio channel關聯的了，以及channel是如何和eventloop關聯的了。

4）AbstractNioMessageChannel

這個類繼承AbstractNioChannel，主要是提供了一個newUnsafe方法返回NioMessageUnsafe物件的例項（實現read方法）。另外還定義doReadMessages和doWriteMessage兩個抽象方法。

5）ServerSocketChannel和ServerChannel

這兩個介面主要是定義了一個config方法，以及獲取網路地址的方法。

6）NioServerSocketChannel

NioServerSocketChannel繼承AbstractNioMessageChannel，實現ServerSocketChannel，它是一個具體類，提供給開發者使用。

1. /** 
2.  * A {@link io.netty.channel.socket.ServerSocketChannel} implementation which uses 
3.  * NIO selector based implementation to accept new connections. 
4.  */
5. publicclass NioServerSocketChannel extends AbstractNioMessageChannel  
6.                              implements io.netty.channel.socket.ServerSocketChannel {  
7.     privatestaticfinal ChannelMetadata METADATA = new ChannelMetadata(false);  
8.     privatestaticfinal InternalLogger logger = InternalLoggerFactory.getInstance(NioServerSocketChannel.class);  
9.     privatestatic ServerSocketChannel newSocket() {  
10.         try {  
11.             return ServerSocketChannel.open();  
12.         } catch (IOException e) {  
13.             thrownew ChannelException(  
14.                     "Failed to open a server socket.", e);  
15.         }  
16.     }  
17.     privatefinal ServerSocketChannelConfig config;  
18.     /** 
19.      * Create a new instance 
20.      */
21.     public NioServerSocketChannel() {  
22.         super(null, newSocket(), SelectionKey.OP_ACCEPT);  
23.         config = new DefaultServerSocketChannelConfig(this, javaChannel().socket());  
24.     }  
25.     @Override
26.     protected ServerSocketChannel javaChannel() {  
27.         return

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