以 Java NIO 的角度理解 Netty

文章目录

  • 前言
  • Java NIO 工作原理
  • Selector 的创建
  • ServerSocketChannel 的创建
  • ServerSocketChannel 注册 Selector
  • 对事件的处理
  • 总结

前言

上篇文章《Netty 入门指南》主要涵盖了 Netty 的入门知识,包括 Netty 的发展历程、核心功能与组件,并且通过实例演示了如何使用 Netty 构建一个 HTTP 服务器。由于 Netty 的抽象程度较高,因此理解起来可能会更加复杂和具有挑战性,所以本文将通过 Java NIO 的处理流程与 Netty 的总体流程比较,并结合 Netty 的源码更加清晰地理解Netty。

Java NIO 工作原理

首先我们知道Netty是基于Java NIO的一个网络应用框架,是在其基础上进行封装和扩展(所以在深入了解Netty之前,建议先对Java NIO有一定的了解),所以二者对网络的连接、读取和写入的操作方式是相似的。
图片[1] - 以 Java NIO 的角度理解 Netty - MaxSSL
图片[2] - 以 Java NIO 的角度理解 Netty - MaxSSL

如上图的Java NIO的处理流程,与Java NIO代码示例结合,可以看到,将 ServerSocketChannel 注册到 Selector 并监听各个事件后,Selector 在接受到事件请求后我们业务代码对其进行判断并对应处理,在使用Netty时我们似乎不需要写这些代码,甚至都没有看见SelectorServerSocketChannel这些字眼,那这些代码在Netty中怎么体现的,我们扒开裤子看个究竟:
图片[3] - 以 Java NIO 的角度理解 Netty - MaxSSL
以上文Netty构建的HTTP服务器示例为例,直接关注 ServerSocketChannelSelector 是什么时候创建的,事件是什么时候注册以及处理的。

Selector 的创建

其实看了上篇的Netty入门,可以知道 EventLoop 负责处理各种事件,所以可以盲猜一下,Selector 应该是在 NioEventLoopGroup 中创建的,look

图片[4] - 以 Java NIO 的角度理解 Netty - MaxSSL
NioEventLoopGroup 的构造方法中调用 JDK 的 SelectorProvider 创建了Selector,也就是 Java NIO 的代码。

ServerSocketChannel 的创建

关于 ServerSocketChannel 的创建,直接找绑定端口的方法,如下图
图片[5] - 以 Java NIO 的角度理解 Netty - MaxSSL

同样,在 Netty 的代码 NioServerSocketChannelnewChannel() 中也看到 Java NIO 的代码。

ServerSocketChannel 注册 Selector

下图中 ServerSocketChannel 在创建后为其分配了一个 EventLoop 并开启新的线程(这也是Netty 多线程异步的体现),最终在 doRegister() 调用了JDK 的接口注册了Selector 并监听了事件,看见 selectionKey 应该什么都清楚了吧。
图片[6] - 以 Java NIO 的角度理解 Netty - MaxSSL

对事件的处理

既然 ServerSocketChannel 注册了Selector 并监听了事件,那接下来就是当有事件来时 EventLoop 对其进行处理,直接看 NioEventLoop 中的代码,因为他是通过新的线程启动的,所以直接看 run()
图片[7] - 以 Java NIO 的角度理解 Netty - MaxSSL
processSelectedKeysPlain() 中的代码熟悉吧,是监听到了某个事件可以进行处理了,下面是对读事件的处理
图片[8] - 以 Java NIO 的角度理解 Netty - MaxSSL
图中 ChannelPipeline 采用了责任链模式是对事件的处理通道,方便扩展。所以 Netty 中的读取事件与 Java NIO 的关系如下图。

图片[9] - 以 Java NIO 的角度理解 Netty - MaxSSL

总结

所以在接触 Netty 的之前一定要先掌握 Java NIO,本文只是介绍了 Java NIO 在 Netty 中的体现、Netty 对 Java NIO 的封装,让大家更方便的理解 Netty,并不涉及 Netty 的高效、强大的设计之处,下文将会对此进行介绍。

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