SOFABolt 源码分析2 - RpcServer 服务端启动的设计

 RpcServer server = new RpcServer(8888);
 server.registerUserProcessor(new MyServerUserProcessor());
 server.start();

一、代码执行流程梯形图

<!-- 一、创建 RpcServer -->
new RpcServer(port)
-->EventLoopGroup workerGroup
-->EventLoopGroup bossGroup
-->new RpcCodec
-->new ConnectionEventListener()
-->new ConcurrentHashMap<String, UserProcessor<?>> userProcessors

<!-- 二、添加用户自定义业务逻辑处理器 -->
RpcServer.registerUserProcessor(UserProcessor<?> processor)

<!-- 三、初始化并启动 RpcServer 实例 -->
AbstractRemotingServer.start()
-->RpcServer.doInit()
  <!-- 3.1 关联连接事件处理器与连接事件监听器,并由连接事件处理器中的连接执行器来执行连接监听器中的 processor -->
  -->new ConnectionEventHandler(GlobalSwitch globalSwitch) // 连接事件处理器
  -->ConnectionEventHandler.setConnectionEventListener(ConnectionEventListener listener) // 关联连接事件处理器与连接事件监听器
  -->new ConnectionEventExecutor() // 创建连接事件执行器(后续 ConnectionEventListener 中的 ConnectionEventProcessor 的执行都由该线程池来完成)
  <!-- 3.2 创建真正的请求执行客户端(发起调用类) -->
  -->initRpcRemoting()
    <!-- 3.2.1 创建两种协议实例 + 注册到 RpcProtocolManager -->
    -->RpcProtocolManager.initProtocols()
      -->new RpcProtocol()
        -->this.encoder = new RpcCommandEncoder(); // 真正的最底层的编码器
        -->this.decoder = new RpcCommandDecoder(); // 真正的最底层的解码器
        -->this.commandFactory = new RpcCommandFactory(); // 创建请求信息和返回信息包装体的工厂
        -->this.heartbeatTrigger = new RpcHeartbeatTrigger(this.commandFactory); // 最底层的连接心跳处理器
        -->this.commandHandler = new RpcCommandHandler(this.commandFactory); 
          -->this.processorManager = new ProcessorManager() // 创建 processor 管理器
            -->Map<CommandCode, RemotingProcessor<?>> cmd2processors
            -->ExecutorService defaultExecutor
          -->this.processorManager.registerProcessor(RpcCommandCode.RPC_REQUEST, new RpcRequestProcessor(this.commandFactory))
          -->this.processorManager.registerProcessor(RpcCommandCode.RPC_RESPONSE, new RpcResponseProcessor())
          -->this.processorManager.registerProcessor(CommonCommandCode.HEARTBEAT, new RpcHeartBeatProcessor());
          -->this.processorManager.registerDefaultProcessor(直接 logger.error)
      -->RpcProtocolManager.registerProtocol(Protocol protocol, byte... protocolCodeBytes) // 将 RpcProtocol 实例添加到 RpcProtocolManager 的 Map<ProtocolCode, Protocol> protocols 中
      -->new RpcProtocol2()
        -->this.encoder = new RpcCommandEncoderV2();
        -->this.decoder = new RpcCommandDecoderV2();
        -->this.commandFactory = new RpcCommandFactory();
        -->this.heartbeatTrigger = new RpcHeartbeatTrigger(this.commandFactory);
        -->this.commandHandler = new RpcCommandHandler(this.commandFactory);
      -->RpcProtocolManager.registerProtocol(Protocol protocol, byte... protocolCodeBytes) // 将 RpcProtocolV2 实例添加到 RpcProtocolManager 的 Map<ProtocolCode, Protocol> protocols 中
    <!-- 3.2.2 创建请求信息和返回信息包装体的工厂 -->
    -->new RpcCommandFactory()
    <!-- 3.2.3 创建 RpcServerRemoting (发起底层调用实现类) -->
    -->new RpcServerRemoting(CommandFactory commandFactory, RemotingAddressParser addressParser, DefaultConnectionManager connectionManager)
  <!-- 3.3 配置 netty 服务端 -->
  -->new ServerBootstrap() 并做一系列配置
  // netty 业务逻辑处理器
  -->new RpcHandler(boolean serverSide, ConcurrentHashMap<String, UserProcessor<?>> userProcessors) // {"com.alipay.remoting.mydemo.MyRequest" : MyServerUserProcessor}
  -->netty 连接 channel 创建成功后,将 channel 包装为 Connection 对象
-->RpcServer.doStart()
  -->this.bootstrap.bind(new InetSocketAddress(ip(), port())).sync()

总结:

关于连接 Connection 相关的,放在《Connection 连接设计》章节分析,此处跳过;
关于心跳 HeartBeat 相关的,放在《HeartBeat 心跳设计》章节分析,此处跳过。

  1. 创建 RpcServer 实例
  • 创建 workerGroup(static类变量,实现多个 RpcServer 实例共享 workerGroup)与 bossGroup
  • 创建 Codec 的实现类 RpcCodec 实例,用于创建 netty 的编解码器,实质上是一个工厂类
  • 创建用户处理器 UserProcessor 实现类容器 Map<String, UserProcessor<?>> userProcessors
  1. 添加 UserProcessor 实现类 到 userProcessors

{ "感兴趣的请求数据类型" :UserProcessor实现类 }
eg. key = "com.alipay.remoting.mydemo.MyRequest",value = MyServerUserProcessor 实例

  1. 初始化并启动 RpcServer 实例
  • 初始化 RpcServer
  • 创建两种协议 RpcProtocol 和 RpcProtocolV2 实例,添加到 RpcProtocolManager 的 Map<ProtocolCode, Protocol> protocols 协议容器中;每一种协议都有以下5个属性:

CommandEncoder:编码器实例
CommandDecoder:解码器实例
HeartbeatTrigger:心跳触发器实例
CommandFactory:创建 Remote 层请求和响应封装实体的创建工厂实例
CommandHandler:Remote 层的消息处理器,包含一个 ProcessorManager 实例, 其包含ConcurrentHashMap<CommandCode, RemotingProcessor<?>> cmd2processors容器,存储了三个 Processor 处理器

请求消息处理器:{ RpcCommandCode.RPC_REQUEST : RpcRequestProcessor 实例 }
响应消息处理器:{ RpcCommandCode.RPC_RESPONSE : RpcResponseProcessor 实例 }
心跳消息处理器(心跳发送与心跳响应消息):{ CommonCommandCode.HEARTBEAT : RpcHeartBeatProcessor 实例 }
默认处理器:AbstractRemotingProcessor 匿名内部类,直接 logger.error。该处理器用于娄底,当要处理的消息不是上述三种的任何一个,则使用该处理器

  • 创建 Remote 层请求和响应封装实体的创建工厂 RpcCommandFactory 实例
  • 创建 RpcServerRemoting (发起底层调用实现类) 实例

SOFABolt 可以进行双向调用,server 端也可以调用 client 端,所以此处构建了 RpcServerRemoting 实例

  • 创建 ServerBootstrap 实例并设置一系列 netty 服务端配置
  • 创建 RpcHandler 实例作为 netty 的业务逻辑处理器,之后会有一个 Processor 处理链进行处理

请求链 RpcHandler -> RpcCommandHandler -> RpcRequestProcessor -> UserProcessor
响应链 RpcHandler -> RpcCommandHandler -> RpcResponseProcessor
心跳链 RpcHandler -> RpcCommandHandler -> RpcHeartBeatProcessor

  • 启动 RpcServer

this.bootstrap.bind

二、从 netty 的角度看执行链

        this.bootstrap.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
            @Override
            protected void initChannel(SocketChannel channel) {
                ChannelPipeline pipeline = channel.pipeline();
                pipeline.addLast("decoder", codec.newDecoder());
                pipeline.addLast("encoder", codec.newEncoder());
                if (idleSwitch) {
                    pipeline.addLast("idleStateHandler", new IdleStateHandler(0, 0, idleTime,
                        TimeUnit.MILLISECONDS));
                    pipeline.addLast("serverIdleHandler", serverIdleHandler);
                }
                pipeline.addLast("connectionEventHandler", connectionEventHandler);
                pipeline.addLast("handler", rpcHandler);
                createConnection(channel);
            }
        }

跳过心跳 HeartBeat 逻辑、跳过连接 Connection 逻辑,我们只看编解码器和业务处理器逻辑。
这里大概给出编解码链,真正的编解码过程在《Codec 编解码设计》的时候再详细分析。
这里大概给出调用链,真正的调用处理过程在分析四种调用模式设计的时候再详细分析。

2.1 编解码器 RpcCodec

编码链 ProtocolCodeBasedEncoder -> CommandEncoder
解码链 RpcProtocolDecoder -> CommandDecoder

-------------------------------- netty 编解码器 构造工厂 ------------------------------------------
public class RpcCodec implements Codec {
    @Override
    public ChannelHandler newEncoder() {
        return new ProtocolCodeBasedEncoder(ProtocolCode.fromBytes(RpcProtocolV2.PROTOCOL_CODE));
    }
    @Override
    public ChannelHandler newDecoder() {
        return new RpcProtocolDecoder(RpcProtocolManager.DEFAULT_PROTOCOL_CODE_LENGTH);
    }
}

--------------------------- netty 编码器:CommandEncoder的包装类 -----------------------------------
public class ProtocolCodeBasedEncoder extends MessageToByteEncoder<Serializable> {
    ...

    @Override
    protected void encode(ChannelHandlerContext ctx, Serializable msg, ByteBuf out)
                                                                                   throws Exception {
        Attribute<ProtocolCode> att = ctx.channel().attr(Connection.PROTOCOL);
        ...
        Protocol protocol = ProtocolManager.getProtocol(protocolCode);
        // 使用protocol的编码器进行编码
        protocol.getEncoder().encode(ctx, msg, out);
    }
}

--------------------------- netty 解码器:CommandDecoder的包装类 -----------------------------------
public class RpcProtocolDecoder extends ProtocolCodeBasedDecoder {
    ...

    @Override
    protected byte decodeProtocolVersion(ByteBuf in) {
       ...
    }
}

public class ProtocolCodeBasedDecoder extends AbstractBatchDecoder {
    ...

   protected byte decodeProtocolVersion(ByteBuf in) {
        ...
    }

    @Override
    protected void decode(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf in, List<Object> out) throws Exception {
        in.markReaderIndex();
        ProtocolCode protocolCode = decodeProtocolCode(in);
        if (null != protocolCode) {
            byte protocolVersion = decodeProtocolVersion(in);
            ...
            Protocol protocol = ProtocolManager.getProtocol(protocolCode);
            if (null != protocol) {
                in.resetReaderIndex();
                // 使用protocol的解码器进行解码
                protocol.getDecoder().decode(ctx, in, out);
            } else {
                throw new CodecException("Unknown protocol code: [" + protocolCode
                                         + "] while decode in ProtocolDecoder.");
            }
        }
    }
}

2.2 业务处理器 RpcHandler

请求链 RpcHandler -> RpcCommandHandler -> RpcRequestProcessor -> UserProcessor
响应链 RpcHandler -> RpcCommandHandler -> RpcResponseProcessor
心跳链 RpcHandler -> RpcCommandHandler -> RpcHeartBeatProcessor

----------------- RpcHandler.channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) -------------
    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        // 每一个请求都会在连接上添加 ProtocolCode 属性
        ProtocolCode protocolCode = ctx.channel().attr(Connection.PROTOCOL).get();
        // 使用 ProtocolCode 获取 Protocol
        Protocol protocol = ProtocolManager.getProtocol(protocolCode);
        // 使用 Protocol 获取其 RpcCommandHandler 实例,使用 RpcCommandHandler 实例进行消息处理
        protocol.getCommandHandler().handleCommand(
            new RemotingContext(ctx, new InvokeContext(), serverSide, userProcessors), msg);
    }

三、RpcServer 类结构图

image.png

其中,AbstractConfigurableInstance 是可配置实例抽象类,包含配置容器和全局开关(在《Config 配置设计》中进行分析);

AbstractRemotingServer 使用 模板模式 实现了 父类 RemotingServer 的方法,并提供了三个 doXxx() 方法由子类来覆盖;
RpcServer 中前6个属性除了 userProcessors 都是 netty 相关;后三个与 Connection 相关;RpcRemoting 是调用客户端的工具类。
注意:在 RemotingServer 中有 void registerDefaultExecutor(byte protocolCode, ExecutorService executor),在《线程池设计》部分进行分析。

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