1. Overview

先上一个Echo的例子：

上述例子中，左侧是服务端，右侧是客户端。

可以看到，代码中涉及到6部分：

• Bootstrap：启动服务端/客户端的引导类，服务端需要使用ServerBootstrap

• EventLoopGroup：事件处理线程池，服务端需要boss和worker2个线程池（Netty线程模型，本质为多路复用），而客户端只需要1个

• Channel：两端全双工的通信通道，可支持多种协议，这里分别是NioServerSocketChannel和NioSocketChannel

• Handler：用于处理每个新请求

  • InboundHandler：用于处理请求的接收
  • OutboundHandler：用于处理响应的发送

  服务端上：

  • handler：用于处理新连接

  • childHandler：用于处理连接后的请求

• ChannelPipeline：当多个handler配置后，会组成一个pipeline，用于决定handler的执行顺序

• ChannelFuture：类似于Java的Future

首先我们将上面几个组件，然后过一遍connect和bind的流程。

2. Netty Channel

这里只讨论最常用了TCP的Channel，它和JDK NIO的Channel拥有相同的含义。

Netty中，和Java NIO一样，服务端和客户端使用自己的Channel：

• 服务端：NioServerSocketChannel，对应NIO的ServerSocketChannel
• 客户端：NioSocketChannel，对应NIO的SocketChannel

在创建服务端/客户端时，通过channel()配置，它会创建一个工厂，连接创建时，对应的Channel也会被创建（通过反射）：

• 服务端：bind()时
• 客户端：connect()时

2.1. 客户端Channel

它在connect()时创建：

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public ChannelFuture connect(SocketAddress remoteAddress) {
    if (remoteAddress == null) {
        throw new NullPointerException("remoteAddress");
    }
    validate();
    // 这一步
    return doResolveAndConnect(remoteAddress, config.localAddress());
}

最后调入doResolveAndConnect方法：

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private ChannelFuture doResolveAndConnect(final SocketAddress remoteAddress, final SocketAddress localAddress) {
    // Channel创建主要是这一步: initAndRegister
	final ChannelFuture regFuture = initAndRegister();
    final Channel channel = regFuture.channel();
    // 后面之后再讲
    // ...
}

这里进入initAndRegister：

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final ChannelFuture initAndRegister() {
	Channel channel = null;
    try {
        // 1. channelFactory通过反射创建Channel
        channel = channelFactory.newChannel();
        // 2. 涉及channelPipeline的配置初始化
        init(channel);
    } catch(Throwable t) {
        // ...
    }
    // ...
    // 3. 将channel注册到event group中
    ChannelFuture regFuture = group().register(channel);
    // ...
    return regFuture
}

这里只讲第一步，后两步之后讲。

channelFactory反射调用的NioSocketChannel的构造方法：

• 首先，创建socket句柄：调用NioSocketChannel的newSocket方法，它最后调用参数中的SelectorProvider#openSocketChannel()方法，创建了一个SocketChannelImpl实例，实例初始化时，做了下面几件事：

  SocketChannelImpl是SocketChannel的实现

  • 调用Net#socket0创建socket句柄
  • 记录socket句柄

• 然后，初始化channel，步骤如下：

  • 在AbstractChannel，创建channelId（ChannelId）, unsafe（Unsafe）, pipeline（Pipeline），这些东西以后说
  • 在AbstractNioChannel中，设置channel为非阻塞，且设置监听事件SelectionKey.OP_READ（即客户端只监听接收数据的事件）
  • 在NioSocketChannel中创建配置，这步无关紧要

2.2. 服务端Channel

它在bind()时创建，会进入doBind(addr)方法：

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private ChannelFuture doBind(final SocketAddress localAddress) {
    final ChannelFuture regFuture = initAndRegister();
    final Channel channel = regFuture.channel();
    // ...
}

依旧和客户端类似，会通过工厂创建（反射），这里是创建NioServerSocketChannel：

• 首先，和客户端类似，创建socket句柄：调用NioServerSocketChannel的newSocket方法，它最后调用参数中的SelectorProvider#openServerSocketChannel()方法，创建了一个ServerSocketChannelImpl实例，实例初始化时，做了下面几件事：

  ServerSocketChannelImpl是ServerSocketChannel的实现

  • 调用Net#socket0创建socket句柄（和客户端的不同，这里reuse为true）
  • 记录socket句柄

• 然后，也和客户端类似，初始化channel：

  • 在AbstractChannel，创建channelId（ChannelId）, unsafe（Unsafe）, pipeline（Pipeline），这些东西以后说
  • 在AbstractNioChannel中，设置channel为非阻塞，且设置监听事件SelectionKey.OP_ACCEPT（即服务端关心连接事件）
  • 在NioServerSocketChannel中创建配置

2.3. 总结

从上面可知，很简单，Netty中，和Java NIO一样，服务端和客户端使用自己的Channel，但是它们只是包装了JDK NIO的Channel实现：

• 服务端：NioServerSocketChannel，对应NIO的ServerSocketChannel，监听ACCEPT
• 客户端：NioSocketChannel，对应NIO的SocketChannel，监听READ

2.4. 下一篇文章

上述创建中涉及到2个很重要的组件：

• EventGroup
• ChannelPipeline

但在此之前，先说明一下Netty的Future和Promise，代表性的就是ChannelFuture。

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