以 Java NIO 的角度理解 Netty

朱雀 2023-10-14 21:54 107阅读 0赞

#### 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》][Netty]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。  
![Java NIO 工作原理][Java NIO]  
![Java NIO代码示例][Java NIO 1]

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`Selector`、`ServerSocketChannel`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：  
![在这里插入图片描述][a1709d875d3a4e1eb5b05e2c65d652d6.png]  
以上文Netty构建的HTTP服务器示例为例，直接关注 `ServerSocketChannel` 、`Selector` 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

![在这里插入图片描述][bd92193492924176af98f4d716abcaf0.png]  
在 `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  
![在这里插入图片描述][e17d308caaf046c79060891ccceabdb3.png]

同样，在 Netty 的代码 `NioServerSocketChannel` 的`newChannel()` 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。  
![在这里插入图片描述][260fcf10524a4bafae69b73455d14e10.png]

## 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()`  
![在这里插入图片描述][ab35201a54e14fc1a98f826cb3d0e279.png]  
`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  
![在这里插入图片描述][73b3e25e3d4b418c806e97f6e9d3ce95.png]  
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。

![在这里插入图片描述][2f0713f6c76d4101aab34a55270c6eb8.png]

## 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。

[Netty]: https://wangbinguang.blog.csdn.net/article/details/132089383
[Java NIO]: https://img-blog.csdnimg.cn/1bd90cc5ce3248adaf5cb3056e723732.png
[Java NIO 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/3c130d0635ac41a0932dbcc1fc30e9a5.png
[a1709d875d3a4e1eb5b05e2c65d652d6.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/a1709d875d3a4e1eb5b05e2c65d652d6.png
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