Netty的概念

【转自】http://blog.csdn.net/hao707822882/article/details/39544553

第一个概念是如何理解NioEventLoop和NioEventLoopGroup:NioEventLoop实际上就是工作线程,可以直接理解为一个线程。NioEventLoopGroup是一个线程池,线程池中的线程就是NioEventLoop。Netty设计这几个类的时候,层次结构挺复杂,反而让人迷惑。

还有一个让人迷惑的地方是,创建ServerBootstrap时,要传递两个NioEventLoopGroup线程池,一个叫bossGroup,一个叫workGroup。《Netty权威指南》里只说了bossGroup是用来处理TCP连接请求的,workGroup是来处理IO事件的。

这么说是没错,但是没说清楚bossGroup具体如何处理TCP请求的。实际上bossGroup中有多个NioEventLoop线程,每个NioEventLoop绑定一个端口,也就是说,如果程序只需要监听1个端口的话,bossGroup里面只需要有一个NioEventLoop线程就行了

在上一篇文章介绍服务器端绑定的过程中,我们看到最后是NioServerSocketChannel封装的Java的ServerSocketChannel执行了绑定,并且执行accept()方法来创建客户端SocketChannel的连接。一个端口只需要一个NioServerSocketChannel即可

1.  EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();  
2.  EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();  
3.  try {  
4.      ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();  
5.      b.group(bossGroup, workerGroup)  
6.         .channel(NioServerSocketChannel.class)  
7.         .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024)  
8.         .childHandler(new ChildChannelHandler());  
9.
10.    ChannelFuture f = b.bind(port).sync();  
11.    f.channel().closeFuture().sync();  
12.    } finally {  
13.    bossGroup.shutdownGracefully();  
14.    workerGroup.shutdownGracefully();  
15.  }  

18.  protected MultithreadEventExecutorGroup(int nThreads, Executor executor, Object... args) {  
19.  if (nThreads <= 0) {  
20.  throw new IllegalArgumentException(String.format("nThreads: %d (expected: > 0)", nThreads));  
21.  }  

23.  if (executor == null) {  
24.  executor = new ThreadPerTaskExecutor(newDefaultThreadFactory());  
25.  }  

27.  children = new EventExecutor[nThreads];  
28.  for (int i = 0; i < nThreads; i ++) {  
29.  boolean success = false;  
30.  try {  
31.  children[i] = newChild(executor, args);  
32.  success = true;  
33.  } catch (Exception e) {  
34.  // TODO: Think about if this is a good exception type  
35.  throw new IllegalStateException("failed to create a child event loop", e);  
36.  } finally {  

第二个概念是每个NioEventLoop都绑定了一个Selector,所以在Netty5的线程模型中,是由多个Selecotr在监听IO就绪事件。而Channel注册到Selector。

举个例子,比如有100万个连接连到服务器端。平时的写法可能是1个Selector线程监听所有的IO就绪事件,1个Selector面对100万个连接(Channel)。

而如果使用了1000个NioEventLoop的线程池来说,1000个Selector面对100万个连接,每个Selector只需要关注1000个连接(Channel)


1.  public final class NioEventLoop extends SingleThreadEventLoop {  
2.
3.
4.  /** 
5.  * The NIO {@link Selector}. 
6.  */  
7.  Selector selector;  
8.  private SelectedSelectionKeySet selectedKeys;  
9.
10.  private final SelectorProvider provider;  

第三个概念是一个Channel绑定一个NioEventLoop相当于一个连接绑定一个线程,这个连接所有的ChannelHandler都是在一个线程中执行的,避免的多线程干扰。更重要的是ChannelPipline链表必须严格按照顺序执行的。单线程的设计能够保证ChannelHandler的顺序执行


1.  public interface Channel extends AttributeMap, Comparable<Channel> {  
2.
3.  /** 
4.  * Return the {@link EventLoop} this {@link Channel} was registered too. 
5.  */  
6.  EventLoop eventLoop();  

第四个概念是一个NioEventLoop的selector可以被多个Channel注册,也就是说多个Channel共享一个EventLoop。EventLoop的Selecctor对这些Channel进行检查。

这段代码展示了线程池如何给Channel分配EventLoop,是根据Channel个数取模


1.  public EventExecutor next() {  
2.  return children[Math.abs(childIndex.getAndIncrement() % children.length)];  
3.  }  
4.
5.  private void processSelectedKeysOptimized(SelectionKey[] selectedKeys) {  
6.  for (int i = 0;; i ++) {  
7.  // 逐个处理注册的Channel  
8.  final SelectionKey k = selectedKeys[i];  
9.  if (k == null) {  
10.  break;  
11.  }  
12.
13.  final Object a = k.attachment();  
14.
15.  if (a instanceof AbstractNioChannel) {  
16.  processSelectedKey(k, (AbstractNioChannel) a);  
17.  } else {  
18.  @SuppressWarnings("unchecked")  
19.  NioTask<SelectableChannel> task = (NioTask<SelectableChannel>) a;  
20.  processSelectedKey(k, task);  
21.  }  
22.
23.  if (needsToSelectAgain) {  
24.  selectAgain();  
25.  // Need to flip the optimized selectedKeys to get the right reference to the array  
26.  // and reset the index to -1 which will then set to 0 on the for loop  
27.  // to start over again.  
28.  //  
29.  // See https://github.com/netty/netty/issues/1523  
30.  selectedKeys = this.selectedKeys.flip();  
31.  i = -1;  
32.  }  
33.  }  
34.  }  

理解了这4个概念之后就对Netty5的线程模型有了清楚的认识:

在监听一个端口的情况下,一个NioEventLoop通过一个NioServerSocketChannel监听端口,处理TCP连接。后端多个工作线程NioEventLoop处理IO事件。每个Channel绑定一个NioEventLoop线程,1个NioEventLoop线程关联一个selector来为多个注册到它的Channel监听IO就绪事件。NioEventLoop是单线程执行,保证Channel的pipline在单线程中执行,保证了ChannelHandler的执行顺序。

下面这张图来之http://blog.csdn.net/xiaolang85/article/details/37873059, 基本能说清楚。

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