解密Netty框架 | 从宏观的角度再一次认识与了解Netty

Netty介绍

Netty是互联网公司非常流行的Java开源网络框架，可以帮助用户快速开发高性能、高稳定的网络通信服务。Netty是互联网中间件、大数据领域使用最广泛、最核心的网络通信框架，比如:RocketMQ、Dubbo、Flink等等都在使用Netty来构建底层的网络通信服务。

本篇论述

本篇文章为解密Netty框架的第一篇，主要是从宏观的角度再一次认识与了解一下Netty，主要关注点在于Netty的线程模型、Netty是如何处理海量连接的、EventLoop的构成以及需要处理哪些工作、BossEventLoop与WorkerEventLoop的区别与联系，这些内容将会在本篇文章中一一呈现。

Netty逻辑视图

// Configure the server.
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
final EchoServerHandler serverHandler = new EchoServerHandler();
try {
    ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
    b.group(bossGroup, workerGroup)
     .channel(NioServerSocketChannel.class)
     .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 100)
     .handler(new LoggingHandler(LogLevel.INFO))
     .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
         @Override
         public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
             ChannelPipeline p = ch.pipeline();
             p.addLast(serverHandler);
         }
     });
    // Start the server.
    ChannelFuture f = b.bind(PORT).sync();
    // Wait until the server socket is closed.
    f.channel().closeFuture().sync();
} finally {
    // Shut down all event loops to terminate all threads.
    bossGroup.shutdownGracefully();
    workerGroup.shutdownGracefully();
}

以上这块代码是Netty提供的一段构建服务端程序的示例，这段代码相信大家都已经比较熟悉了。这里不做过多的解释。

当这段代码执行完成以后，Netty构建了一个怎样的逻辑视图呢，我们以图示的方式展示一下，帮助读者更好的理解这段内容。

1.BossEventLoop开始监听客户端的连接。当有新的连接到来时，将监听到原生JDK的 SocketChannel封装成Netty的NioSocketChannel。

2.由Netty的线程模型可知，workerEventLoop可能存在多个，默认为Cpu的核数，BossEventLoop线程将监听到的客户端连接按照既定的选择算法选中其中一个workerEventLoop，将其注册上去，并监听读写事件。

3.NioSocketChannel上面的读事件将会被workerEventLoop轮询到，并将读取到的数据依次调用ChannelPipeLine中的channelHandler，然后写回客户端。

EventLoop逻辑视图

经过上面的论述，我们一直在提到一个叫做EventLoop的东西，不管是BossEventLoop还是WorkerEventLoop。那么接下来，我们以图示的方式，展示一下EventLoop的逻辑视图。

可以看到，一个eventLoop的构成是由:

1.一个 Java thread

2.一个 Jdk Nio selector

3.Netty各种类型的内部队列

一个eventLoop就可以看做一个java的线程，由这个java线程驱动着这个EventLoop的运行。Netty整个框架的运转就是围绕着一个个的EventLoop。

BossEventLoop与WorkerEventLoop本质上都是一样的构成，只不过BossEventLoop上的selector注册的是Accept事件，主要监听客户端的连接，而WorkerEventLoop注册的是OP_READ|OP_WRITE 读写事件，专注于处理客户端连接的读写。

EventLoop运行逻辑

本模块我们主要介绍一下由单独线程驱动的EventLoop主要在做哪些事情。

eventLoop主要做了两件事情:

1.轮询IO事件并且处理对应的IO事件

2.执行任务队列的任务，其中任务队列分为三类，一类是定时的调度队列，内部的实现是一个优先级的队列，用于执行定时或者延迟任务。一类是普通任务队列，用于执行用户调用指定方法放进去的任务。一类是尾部的队列，用户执行一些优先级不高的任务，比如统计类型的。

另一点要提的就是EventLoop避免了JDK空轮训的BUG，解决的思路就是计数器+轮询阻塞的时间差来判断。发现陷入了JDK空轮训的BUG，则重新构建selector。

本期结尾

本篇作为Netty系列的第一篇，主要是从宏观的角度梳理了一下Netty的核心知识点。在内容上采用了图文并茂的方式，有助于帮助读者更好的理解Netty相关的知识点。

接下来，本系列还会带来更多关于Netty框架的解析，感谢大家的阅读与支持。