有道无术，术尚可求也！有术无道，止于术！
源码分析
上一节课我们就NioEventLoop的初始化进行了一个初步的讲解，他是Netty很重要的一个类，后面还有针对它的分析，大家先对我前面介绍的组件有一个初步的认识！仔细的看，看到后面会有一种豁然开朗的感觉！
我们这一节课学习服务端的ServerSocketChannel的初始化源码，首先，我们还是老规矩，我告诉你你从哪里找，他是如何一步一步调用到ServerSocketChannel的，然后在进行分析！
一、入口寻找
首先，我们大家再开发Netty服务端的时候，都会有这样几行代码：
代码语言：javascript复制ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();
serverBootstrap.group(boss,work)
.channel(NioServerSocketChannel.class)
.childOption(ChannelOption.TCP_NODELAY,true)
.childAttr(AttributeKey.newInstance("childAttr"),"childAttrValue")
.handler(...)
.childHandler(...);
serverBootstrap.bind(8888).sync();
1. channel()
我们先具体分析下：ServerBootstrap再初始化过程中做了什么，我们具体看两个地方，channel和childHandler, 其余的大家可以自己试着看，都是一样的，我们进入到.channel内部查看源码：
代码语言：javascript复制public B channel(Class<? extends C> channelClass) {
return channelFactory(new ReflectiveChannelFactory<C>(
ObjectUtil.checkNotNull(channelClass, "channelClass")
));
}
为了分析过程中尽量做到简洁，我们只分析主线代码，支线代码，我会在用到的时候做具体的讲解：
我们看到上述的代码，将我们传入的通道类型NioServerSocketChannel包装为了一个ReflectiveChannelFactory对象，从名字我们基本可以知道，他是和反射相关的工厂，然后把ReflectiveChannelFactory对象传入到channelFactory方法里面，我们跟进去看下源码：
public B channelFactory(ChannelFactory<? extends C> channelFactory) {
.....忽略不必要代码......
//保存SocketChannel的包装对象
this.channelFactory = channelFactory;
return self();
}
我们可以看到，他只是将我们的NioServerSocketChannel的包装对象给保存了起来!
我们再回过头来看一下ReflectiveChannelFactory做了什么：
public ReflectiveChannelFactory(Class<? extends T> clazz) {
try {
//.channel 传入的 NioServerSocketChannel
this.constructor = clazz.getConstructor();
} catch (NoSuchMethodException e) {
........................................
}
}
我们可以看到，ReflectiveChannelFactory的逻辑也很简单，就只是将我们传入的NioServerSocketChannel,获取他的空构造方法，然后保存起来！
2. childHandler()
我们再回头看childHandler方法，基本的原理是一样的：
代码语言：javascript复制public ServerBootstrap childHandler(ChannelHandler childHandler) {
this.childHandler = ObjectUtil.checkNotNull(childHandler, "childHandler");
return this;
}
也是一样的逻辑，只是将 我们设置到出站入栈处理器保存起来，并没有做其他特别多的操作，其余的方法大家可以试着分析一下，全部都是将我们要设置的一些属性保存起来，供后续调用！
3. bind方法
我们讲一些属性保存了起来，那么在哪里调用呢？ 最主要的方法就是这个bind()方法了，他是启动服务端的主要入口！
代码语言：javascript复制public ChannelFuture bind(int inetPort) {
return bind(new InetSocketAddress(inetPort));
}
首先，他将port端口包装为一个InetSocketAddress对象，和我们NIO开发中基本一致，我们继续跟下去：
代码语言：javascript复制public ChannelFuture bind(SocketAddress localAddress) {
validate();
return doBind(ObjectUtil.checkNotNull(localAddress, "localAddress"));
}
//没什么好说的 再往下跟
private ChannelFuture doBind(final SocketAddress localAddress) {
//创建服务端的channel
//初始化并注册 Channel，同时返回一个 ChannelFuture 实例 regFuture 异步
final ChannelFuture regFuture = initAndRegister();
..........其余代码后续分析..............
}
我们向下跟了两层，终于看到了大段的代码，我们只分析第一行代码，后面的代码再后面全部分析了，这一节课我们只关注和NioServerSocketChannel相关的代码，我们进入到initAndRegister方法里面
I. initAndRegister
代码语言：javascript复制final ChannelFuture initAndRegister() {
Channel channel = null;
try {
//创建服务端的channel 反射创建
//io.netty.channel.ReflectiveChannelFactory.newChannel
channel = channelFactory.newChannel();
//初始化channel
init(channel);
}case{
..............忽略..............
}
..............忽略..............
}
这里我们调用channelFactory.newChannel()创建了一个Channel对象，channelFactory是什么？我们再设置ServerSocketChannel的时候，内部将channelFactory包装为了ReflectiveChannelFactory对象，忘了的话看下前面！我们跟进io.netty.channel.ReflectiveChannelFactory#newChannel源码里面：
@Override
public T newChannel() {
try {
//反射创建 NioServerSocketChannel
return constructor.newInstance();
} catch (Throwable t) {
........................................
}
}
这段代码相信大家就及其熟悉了，利用我们再构建ReflectiveChannelFactory的时候保存的构造方法对象，创建出来一个NioServerSocketChannel对象！ 因为之前获取的是无参构造，所以，我们需要进入到NioServerSocketChannel的无参构造里面寻找他的逻辑！
二、源码分析
前面基本描述了我们要分析NioServerSocketChannel的源码入口，下面开始正式的分析它，我们进入到NioServerSocketChannel的无参构造方法：
/**
* 创建一个新实例
*/
public NioServerSocketChannel() {
//DEFAULT_SELECTOR_PROVIDER:SelectorProvider.provider()
//newSocket 创建一个channel
this(newSocket(DEFAULT_SELECTOR_PROVIDER));
}
首先，我们先关注一下newSocket方法：
代码语言：javascript复制private static ServerSocketChannel newSocket(SelectorProvider provider) {
try {
return provider.openServerSocketChannel();
} catch (IOException e) {
.........................
}
}
newSocket方法使用provider创建了一个JDK底层的ServerSocketChannel，注意该对象是JDK原始的通道对象，至此，我们基本可以推断出，Netty的Channel是基于JDK的Channel进行封装的！我们继续回到无参构造方法：
代码语言：javascript复制public NioServerSocketChannel(ServerSocketChannel channel) {
//保存对应的配置项 同时保存关注连接事件 OP_ACCEPT
super(null, channel, SelectionKey.OP_ACCEPT);
//创建一个配置类 你保存的是当前对象以及jdk底层的socket
config = new NioServerSocketChannelConfig(this, javaChannel().socket());
}
我们关注super方法，这里将上一步创建的JDK NIO底层的SocketChannel，和一个客户端接入事件传入进去，我们跟进看一下：
代码语言：javascript复制protected AbstractNioMessageChannel(Channel parent, SelectableChannel ch, int readInterestOp) {
super(parent, ch, readInterestOp);
}
//没什么好说的 继续往下跟
protected AbstractNioChannel(Channel parent, SelectableChannel ch, int readInterestOp) {
//创建关键数据
super(parent);
//保存jdk底层channel
this.ch = ch;
//保存关注的事件
this.readInterestOp = readInterestOp;
try {
//设置为非阻塞
ch.configureBlocking(false);
} catch (IOException e) {
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
}
}
我们还是暂时先略过super方法，先分析下面的，下面的分析完，再反过来分析super方法：
- 首先将我们前面获取的JDK NIO Channel对象保存起来！
- 将前面传入的SelectionKey.OP_ACCEPT事件保存起来！
- 调用JDK NIO的方法，将原生的Channel设置为非阻塞！
这里会保存这几个对象，注意后面使用这些属性的时候，千万别想不起来这些属性哪里来的！
我们开始分析super方法
代码语言：javascript复制protected AbstractChannel(Channel parent) {
//保存channel
this.parent = parent;
//channel的唯一标识
id = newId();
//jdk底层操作读写的类
//unsafe 操作底层读写
//NioServerSocketChannel创建的是 NioMessageUnsafe 这个是处理连接的
//NioSocketChannel创建的是 NioByteUnsafe 这个是处理字节读取的
unsafe = newUnsafe();
//管道 pipeline 负责业务处理器编排
pipeline = newChannelPipeline();
}
- 首先，我们会创建一个id，你可以把它认为是一个唯一标识，分为长标识和短标识，他们可以唯一标识一段管道，通过这行代码我们可以了解到，每一个Channel对象，都会由一个唯一的id与之对应！
- 创建一个newUnsafe, 想要进入到这行代码，就要知道NioServerSocketChannel的继承关系，不然一点出来一大片就比如这样：
image-20210428095058571
- ，你也不知道该看那个源码，想要了解这个，我就必须要了解他的类的层次结构，NioServerSocketChannel的继承关系入下：
image-20210428095001582
如图可以看到，NioServerSokcetChannel继承于AbstractNioMessageChannel，那么，我们自然而然就要进入到AbstractNioMessageChannel的实现：
代码语言：javascript复制@Override
protected AbstractNioUnsafe newUnsafe() {
return new NioMessageUnsafe();
}
可以看到，这里返回的是一个NioMessageUnsafe，我希望大家着重记一个东西，就是NioServerSocketChannel对象里面的unsafe属性，是NioMessageUnsafe类型的！
我们知道了unsafe属性的类型之后，我们回到主线继续向下分析，该看pipeline的初始化了，我们进入到newChannelPipeline方法查看源码,这种通过查看上述的继承关系图，很轻易的就能够知道走到这个对象里面:
image-20210428095509567
代码语言：javascript复制protected DefaultChannelPipeline newChannelPipeline() {
return new DefaultChannelPipeline(this);
}
这里创建了一个DefaultChannelPipeline对象，我们继续往下跟：
代码语言：javascript复制protected DefaultChannelPipeline(Channel channel) {
this.channel = ObjectUtil.checkNotNull(channel, "channel");
succeededFuture = new SucceededChannelFuture(channel, null);
voidPromise = new VoidChannelPromise(channel, true);
tail = new TailContext(this);
head = new HeadContext(this);
head.next = tail;
tail.prev = head;
}
这里的逻辑还是比较清晰的，我们重点关注后四行代码，注意这里创建了一个双向链表，默认存在tail和head节点，结构如下图：
image-20210428103747413
我们通过上述分析可以知道，再初始化NioServerSocketChannel的时候 pipeline属性会默认创建一个双向链表，并默认存在两个节点，头节点和尾节点，并组成双向链表！
至此，NioServerSocketChannel的创建就完成了，
我们直接回到最开始反射创建Channel的地方initAndRegister方法：
channel = channelFactory.newChannel();
init(channel);
这里通过反射创建一个channel对象，经过上述的过程已经变成了一个初具雏形的Channel，我们需要再对他进行一次初始化的调用，以便后续使用，我们跟进到init方法,至于为什么选下图指示的，就不用我多说了:
image-20210428101000185
代码语言：javascript复制//.option方法传入的
setChannelOptions(channel, options0().entrySet().toArray(EMPTY_OPTION_ARRAY), logger);
//.attr方法传入的
setAttributes(channel, attrs0().entrySet().toArray(EMPTY_ATTRIBUTE_ARRAY));
这里只是将我们构建的 .option和.attr传入的参数，设置进通道里面！
代码语言：javascript复制//拿到管道
ChannelPipeline p = channel.pipeline();
//获取worker Group
final EventLoopGroup currentChildGroup = childGroup;
//获取先前设置的 .childHandler
final ChannelHandler currentChildHandler = childHandler;
//获取先前设置的 .childOption方法
final Entry<ChannelOption<?>, Object>[] currentChildOptions =
childOptions.entrySet().toArray(EMPTY_OPTION_ARRAY);
//获取先前设置的 .attr属性
final Entry<AttributeKey<?>, Object>[] currentChildAttrs = childAttrs.entrySet().toArray(EMPTY_ATTRIBUTE_ARRAY);
- 先获取我们在初始化ServerSocketChannel的时候创建的管道
- 获取在创建ServerBootstrap的时候设置的childxxxx()相关的属性
p.addLast(new ChannelInitializer<Channel>() {
@Override
public void initChannel(final Channel ch) {
final ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
//将用户自定义的handler添加进管道 handler 是在构建ServerBootStr的时候传入的 handler
ChannelHandler handler = config.handler();
if (handler != null) {
pipeline.addLast(handler);
}
ch.eventLoop().execute(() -> {
pipeline.addLast(new ServerBootstrapAcceptor(
ch, currentChildGroup, currentChildHandler, currentChildOptions, currentChildAttrs));
});
}
});
p是我们在创建Channel对象的时候创建的管道，默认存在两个节点，我们在上面讲解过，那么addLast方法是干什么呢? 我们看一下：
代码语言：javascript复制private void addLast0(AbstractChannelHandlerContext newCtx) {
AbstractChannelHandlerContext prev = tail.prev;
newCtx.prev = prev;
newCtx.next = tail;
prev.next = newCtx;
tail.prev = newCtx;
}
这里我截取一段比较重要的代码，有关这一块详细的我会在后面的章节做具体讲解，从上面这段代码可以基本看明白，他是想双向链表追加一个handler，此时我们的管道就变成了如下图这种格式：
image-20210428104053217
三、总结
- 通过ServerBootstrap设置一些属性，譬如：NioServerSocketChannel、handler等等
- bind方法，创建NioServerSocketChannel
- 保存JDK原生的SocketChannel，并设置为非阻塞
- 创建并保存通道对应的唯一ID
- 创建一个unsafe对象，他是NioMessageUnsafe类型的
- 创建一个双向链表，存在Head和Tail节点
- 初始化创建完成的channel，设置自定义的配置，添加一个ChannelInitializer到双向链表！
至此NioServerSocketChannel初始化完成！
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代码语言：javascript复制
