Netty4源碼分析-ServerBootstrap

ServerBootstrap與Bootstrap類似,只不過這個是用于服務端的啟動。下面看下具體的使用:

public class TimeServer {

    public void bind(int port) throws Exception {
        // 配置服務端的NIO線程組
        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
        EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
        try {
            ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
            b.group(bossGroup, workerGroup)
                    .channel(NioServerSocketChannel.class)
                    .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024)
                    .childHandler(new ChildChannelHandler());
            // 綁定端口,同步等待成功
            ChannelFuture f = b.bind(port).sync();

            // 等待服務端監聽端口關閉
            f.channel().closeFuture().sync();
        } finally {
            // 優雅退出,釋放線程池資源
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workerGroup.shutdownGracefully();
        }
    }

    private class ChildChannelHandler extends ChannelInitializer<SocketChannel> {
        @Override
        protected void initChannel(SocketChannel arg0) throws Exception {
            arg0.pipeline().addLast(new TimeServerHandler());
        }

    }

    /**
     * @param args
     * @throws Exception
     */
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        int port = 8080;
        if (args != null && args.length > 0) {
            try {
                port = Integer.valueOf(args[0]);
            } catch (NumberFormatException e) {
                // 采用默認值
            }
        }
        new TimeServer().bind(port);
    }
}

與上篇文章介紹的Bootstrap不同,這里傳入了兩個EventLoopGroup,其中bossGroup用于接收請求,workerGroup用于處理IO事件。Netty是Reactor模式的實現,有關Reactor模式請參考NIO技術概覽。

這里傳入的Channel類型是NioServerSocketChannel,與Bootstrap一樣,在bind方法中會調用init方法,下面看下ServerBootstrap中init方法的實現:

@Override
void init(Channel channel) throws Exception {
    final Map<ChannelOption<?>, Object> options = options0();
    synchronized (options) {
        setChannelOptions(channel, options, logger);
    }

    final Map<AttributeKey<?>, Object> attrs = attrs0();
    synchronized (attrs) {
        for (Entry<AttributeKey<?>, Object> e: attrs.entrySet()) {
            @SuppressWarnings("unchecked")
            AttributeKey<Object> key = (AttributeKey<Object>) e.getKey();
            channel.attr(key).set(e.getValue());
        }
    }

    ChannelPipeline p = channel.pipeline();

    final EventLoopGroup currentChildGroup = childGroup;
    final ChannelHandler currentChildHandler = childHandler;
    final Entry<ChannelOption<?>, Object>[] currentChildOptions;
    final Entry<AttributeKey<?>, Object>[] currentChildAttrs;
    synchronized (childOptions) {
        currentChildOptions = childOptions.entrySet().toArray(newOptionArray(childOptions.size()));
    }
    synchronized (childAttrs) {
        currentChildAttrs = childAttrs.entrySet().toArray(newAttrArray(childAttrs.size()));
    }

    // 向pipeLine中添加Handler
    p.addLast(new ChannelInitializer<Channel>() {
        @Override
        public void initChannel(final Channel ch) throws Exception {
            final ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
            ChannelHandler handler = config.handler();
            if (handler != null) {
                pipeline.addLast(handler);
            }
            // 使用eventLoop來執行任務
            ch.eventLoop().execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    pipeline.addLast(new ServerBootstrapAcceptor(
                            ch, currentChildGroup, currentChildHandler, currentChildOptions, currentChildAttrs));
                }
            });
        }
    });
}

注意一下這段代碼:

pipeline.addLast(new ServerBootstrapAcceptor(
        ch, currentChildGroup, currentChildHandler, currentChildOptions, currentChildAttrs));

這段代碼向pipeLine中添加了一個ServerBootstrapAcceptor對象,ServerBootstrapAcceptor對象也是一個Handler,看下ServerBootstrapAcceptor的定義:

private static class ServerBootstrapAcceptor extends ChannelInboundHandlerAdapter {

    private final EventLoopGroup childGroup;
    private final ChannelHandler childHandler;
    private final Entry<ChannelOption<?>, Object>[] childOptions;
    private final Entry<AttributeKey<?>, Object>[] childAttrs;
    private final Runnable enableAutoReadTask;

    ServerBootstrapAcceptor(
            final Channel channel, EventLoopGroup childGroup, ChannelHandler childHandler,
            Entry<ChannelOption<?>, Object>[] childOptions, Entry<AttributeKey<?>, Object>[] childAttrs) {
        this.childGroup = childGroup;
        this.childHandler = childHandler;
        this.childOptions = childOptions;
        this.childAttrs = childAttrs;

        // Task which is scheduled to re-enable auto-read.
        // It's important to create this Runnable before we try to submit it as otherwise the URLClassLoader may
        // not be able to load the class because of the file limit it already reached.
        //
        // See https://github.com/netty/netty/issues/1328
        enableAutoReadTask = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                channel.config().setAutoRead(true);
            }
        };
    }

    @Override
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) {
        final Channel child = (Channel) msg;

        child.pipeline().addLast(childHandler);

        setChannelOptions(child, childOptions, logger);

        for (Entry<AttributeKey<?>, Object> e: childAttrs) {
            child.attr((AttributeKey<Object>) e.getKey()).set(e.getValue());
        }

        try {
            childGroup.register(child).addListener(new ChannelFutureListener() {
                @Override
                public void operationComplete(ChannelFuture future) throws Exception {
                    if (!future.isSuccess()) {
                        forceClose(child, future.cause());
                    }
                }
            });
        } catch (Throwable t) {
            forceClose(child, t);
        }
    }

    private static void forceClose(Channel child, Throwable t) {
        child.unsafe().closeForcibly();
        logger.warn("Failed to register an accepted channel: {}", child, t);
    }

    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
        final ChannelConfig config = ctx.channel().config();
        if (config.isAutoRead()) {
            // stop accept new connections for 1 second to allow the channel to recover
            // See https://github.com/netty/netty/issues/1328
            config.setAutoRead(false);
            ctx.channel().eventLoop().schedule(enableAutoReadTask, 1, TimeUnit.SECONDS);
        }
        // still let the exceptionCaught event flow through the pipeline to give the user
        // a chance to do something with it
        ctx.fireExceptionCaught(cause);
    }
}

ServerBootstrapAcceptor繼承自ChannelInboundHandlerAdapter,用于處理Inbound事件,該類的主要功能就是在服務器端接收到請求之后,會返回一個NioSocketChannel對象作為參數msg傳入channelRead方法中,用變量child來表示;然后把在TimeServer中傳入的childHandler添加到child所對應的pipeLine中,然后把child注冊到childGroup中,也就是TimeServer中定義的workerGroup。

接收請求的操作是在NioServerSocketChannel中的doReadMessages方法中實現的:

@Override
protected int doReadMessages(List<Object> buf) throws Exception {
    SocketChannel ch = SocketUtils.accept(javaChannel());

    try {
        if (ch != null) {
            buf.add(new NioSocketChannel(this, ch));
            return 1;
        }
    } catch (Throwable t) {
        logger.warn("Failed to create a new channel from an accepted socket.", t);

        try {
            ch.close();
        } catch (Throwable t2) {
            logger.warn("Failed to close a socket.", t2);
        }
    }

    return 0;
}

doReadMessages方法在NioMessageUnsafe中的read方法中調用,然后會執行pipeline.fireChannelRead(readBuf.get(i));將SocketChannel對象傳入,也就是channelRead方法中的msg參數。至此,一個請求已經接收完畢,通道之間的通信就會交給childGroup,也就是TimeServer中的workerGroup來處理。

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