Netty服务端启动过程相关源码分析

1、Netty 是怎么创建服务端Channel的呢？

我们在使用ServerBootstrap.bind(端口)方法时，最终调用其父类AbstractBootstrap中的doBind方法，相关源码如下：

 private ChannelFuture doBind(final SocketAddress localAddress) {
        //初始化和注册
        final ChannelFuture regFuture = initAndRegister();
        .....

我们继续跟进initAndRegister()这个方法,发现是使用channelFactory.newChannel() 完成channel的创建：

final ChannelFuture initAndRegister() {
        Channel channel = null;
        try {
            channel = channelFactory.newChannel();
            init(channel);
        } catch (Throwable t) {......}

ChannelFactory在实现类ReflectiveChannelFactory中的实现细节,内部使用了反射的方式创建Channel：

    public T newChannel() {
        try {
            return clazz.newInstance();
        } catch (Throwable t) {......}
    }

这里的ChannelFactory是通过 bootstrap.channel(NioServerSocketChannel.class) 加入的：

    public B channel(Class<? extends C> channelClass) {
        if (channelClass == null) {
            throw new NullPointerException("channelClass");
        }
        return channelFactory(new ReflectiveChannelFactory<C>(channelClass));
    }

• 综上所述，Netty就是调用jdk底层方法创建NIO的channel，也就是通过反射完成NIO的channel创建。最后其包装成Netty自己的Channel.

2、初始化服务端Channel是怎么样的执行流程？

在创建了Channel之后就调用AbstractBootstrap的init(channel)抽象方法完成初始化：

    abstract void init(Channel channel) throws Exception;

服务器端ServerBootstrap的init方法从源码来看主要完成工作为：

• 配置相关的Options和Attribute。
• 通过ChannelPipeline 添加相关逻辑处理器 ChannelHandler。

最后这些属性会传入ServerBootstrapAcceptor连接器，通过ServerBootstrapAcceptor连接器完成相应的初始化。

                // We add this handler via the EventLoop as the user may have used a ChannelInitializer as handler.
                // In this case the initChannel(...) method will only be called after this method returns. Because
                // of this we need to ensure we add our handler in a delayed fashion so all the users handler are
                // placed in front of the ServerBootstrapAcceptor.
                ch.eventLoop().execute(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        pipeline.addLast(new ServerBootstrapAcceptor(
                                currentChildGroup, currentChildHandler, currentChildOptions, currentChildAttrs));
                    }
                });

3、怎么注册selector？

在Java NIO 中注册通道Channel到多路复用器Selector，并说明关注点SelectionKey.OP_ACCEPT，监听ACCEPT事件通常我们会这样写：

serverSocket.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);

Netty在底层将Channel注册到事件轮询器selector上就是基于此方法：

• 首先在初始化Channel后执行：

ChannelFuture regFuture = config().group().register(channel);

上面的代码实际是调用AbstractChannel的register方法，完成eventLoop的绑定。内部方法register0()中会调用AbstractNioChannel的doRegister() 方法：

    protected void doRegister() throws Exception {
        boolean selected = false;
        for (;;) {
            try {
                selectionKey = javaChannel().register(eventLoop().selector, 0, this);
                return;
            } catch (CancelledKeyException e) {......}
        }
    }

这里其实就是调用NIO SelectableChannel的register方法。

• 从源码可以知道，注册成功后这里会以此执行服务器handler中的回调方法：handlerAdded ，channelActive

4、端口怎么绑定呢？

一切OK之后就会调用AbstractChannel中的 bind 方法，这个方法又会调用NioServerSocketChannel 的 doBind 方法，从doBind方法可知是调用的原生NIO 的bind做绑定：

    protected void doBind(SocketAddress localAddress) throws Exception {
        if (PlatformDependent.javaVersion() >= 7) {
            javaChannel().bind(localAddress, config.getBacklog());
        } else {
            javaChannel().socket().bind(localAddress, config.getBacklog());
        }
    }

绑定完成后会执行代码：

            if (!wasActive && isActive()) {
                invokeLater(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        pipeline.fireChannelActive();
                    }
                });
            }

这里会调用DefaultChannelPipeline中的内部类HeadContext的channelActive方法进行事件传播：

        @Override
        public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
            ctx.fireChannelActive();

            readIfIsAutoRead();
        }

那么服务端到底是在哪里 accept 连接的呢？

通过上面的代码我们跟进 AbstractChannel 的beginRead() 方法，继而找到 AbstractNioChannel 的 doBeginRead() 方法：

    protected void doBeginRead() throws Exception {
        // Channel.read() or ChannelHandlerContext.read() was called
        final SelectionKey selectionKey = this.selectionKey;
        if (!selectionKey.isValid()) {
            return;
        }

        readPending = true;

        final int interestOps = selectionKey.interestOps();
        if ((interestOps & readInterestOp) == 0) {
            selectionKey.interestOps(interestOps | readInterestOp);
        }
    }

上面的代码就是NIO编程中常用的写法，这里监听ACCEPT事件就是NioServerSocketChannel构造函数调用父类传入的SelectionKey.OP_ACCEPT：

    public NioServerSocketChannel(ServerSocketChannel channel) {
        super(null, channel, SelectionKey.OP_ACCEPT);
        config = new NioServerSocketChannelConfig(this, javaChannel().socket());
    }