Netty分布式客戶端接入流程是什么

這篇文章主要介紹了Netty分布式客戶端接入流程是什么的相關知識，內容詳細易懂，操作簡單快捷，具有一定借鑒價值，相信大家閱讀完這篇Netty分布式客戶端接入流程是什么文章都會有所收獲，下面我們一起來看看吧。

第一節:初始化NioSockectChannelConfig

創建channel

在剖析接入流程之前我們首先補充下第一章有關創建channel的知識:

我們在第一章剖析過channel的創建, 其中NioServerSocketChannel中有個構造方法:

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

當時我們并沒有剖析config相關知識, 在這一章首先對此做一個補充, 這里我們看到每一個NioServerSocketChannel都擁有一個config屬性, 這個屬性存放著NioServerSocketChannel的相關配置, 這里創建一個NioServerSocketChannelConfig對象, 并將當前channel, 和channel對應的java底層的socket對象進行了傳入, NioServerSocketChannelConfig其實是NioServerSocketChannel的內部類

我們跟到NioServerSocketChannelConfig類的構造方法中:

private NioServerSocketChannelConfig(NioServerSocketChannel channel, ServerSocket javaSocket) {
    super(channel, javaSocket);
}

我們繼續跟入其父類DefaultServerSocketChannelConfig的構造方法中:

public DefaultServerSocketChannelConfig(ServerSocketChannel channel, ServerSocket javaSocket) {
    super(channel);
    if (javaSocket == null) {
        throw new NullPointerException("javaSocket");
    }
    this.javaSocket = javaSocket;
}

這里繼續調用了其父類的構造方法, 并保存了jdk底層的socket對象, 并且調用其父類DefaultChannelConfig的構造方法

跟到其父類DefaultChannelConfig的構造方法中

public DefaultChannelConfig(Channel channel) {
    this(channel, new AdaptiveRecvByteBufAllocator());
}

這里調用了自身的構造方法, 傳入了channel和一個AdaptiveRecvByteBufAllocator對象

AdaptiveRecvByteBufAllocator是一個緩沖區分配器, 用于分配一個緩沖區Bytebuf的, 有關Bytebuf的相關內容會在后面的章節詳細講解, 這里可以簡單介紹作為了解, 就當對于之后知識的預習

Bytebuf相當于jdk的ByetBuffer, Netty對其做了重新的封裝, 用于讀寫channel中的字節流, 熟悉Nio的同學對此應該并不陌生, AdaptiveRecvByteBufAllocator就是用于分配netty中ByetBuff的緩沖區分配器, 根據名字, 我們不難看出這個緩沖區是一個可變大小的字節緩沖區

我們跟到AdaptiveRecvByteBufAllocator的構造方法中:

public AdaptiveRecvByteBufAllocator() {
    //DEFAULT_MINIMUM:最小緩沖區長度64字節
    //DEFAULT_INITIAL:初始容量1024字節
    //最大容量65536字節
    this(DEFAULT_MINIMUM, DEFAULT_INITIAL, DEFAULT_MAXIMUM);
}

這里調用自身的構造方法并且傳入了三個屬性, 這三個屬性的含義分別為:

DEFAULT_MINIMUM:代表要分配的緩沖區長度最少為64個字節

DEFAULT_INITIAL:代表要分配的緩沖區的初始容量為1024個字節

DEFAULT_MAXIMUM:代表要分配的緩沖區最大容量為65536個字節

我們跟到this(DEFAULT_MINIMUM, DEFAULT_INITIAL, DEFAULT_MAXIMUM)方法中

public AdaptiveRecvByteBufAllocator(int minimum, int initial, int maximum) {
    //忽略驗證代碼
    //最小容量在table中的下標
    int minIndex = getSizeTableIndex(minimum);
    if (SIZE_TABLE[minIndex] < minimum) {
        this.minIndex = minIndex + 1;
    } else {
        this.minIndex = minIndex;
    }
    //最大容量在table中的下標
    int maxIndex = getSizeTableIndex(maximum);
    if (SIZE_TABLE[maxIndex] > maximum) {
        this.maxIndex = maxIndex - 1;
    } else {
        this.maxIndex = maxIndex;
    }
    this.initial = initial;
}

其中這里初始化了三個屬性, 分別是:

minIndex:最小容量在size_table中的下標

maxIndex:最大容量在table中的下標

initial:初始容量1024個字節

這里的size_table就是一個數組, 里面盛放著byteBuf可分配的內存大小的集合, 分配的bytebuf無論是擴容還是收縮, 內存大小都屬于size_table中的元素, 那么這個數組是如何初始化的, 我們跟到這個屬性中:

private static final int[] SIZE_TABLE;

我們看到是一個final修飾的靜態成員變量, 我們跟到static塊中看它的初始化過程:

static {
    //List集合
    List<Integer> sizeTable = new ArrayList<Integer>();
    //從16開始, 每遞增16添加到List中, 直到大于等于512
    for (int i = 16; i < 512; i += 16) {
        sizeTable.add(i);
    }
    //從512開始, 倍增添加到List中, 直到內存溢出
    for (int i = 512; i > 0; i <<= 1) {
        sizeTable.add(i);
    }
    //初始化數組
    SIZE_TABLE = new int[sizeTable.size()];
    //將list的內容放入數組中
    for (int i = 0; i < SIZE_TABLE.length; i ++) {
        SIZE_TABLE[i] = sizeTable.get(i);
    }
}

首先創建一個Integer類型的list用于盛放內存元素

這里通過兩組循環為list添加元素

首先看第一組循環:

for (int i = 16; i < 512; i += 16) {
    sizeTable.add(i);
}

這里是通過16平移的方式, 直到512個字節, 將每次平移之后的內存大小添加到list中

再看第二組循環

for (int i = 512; i > 0; i <<= 1) {
    sizeTable.add(i);
}

超過512之后, 再通過倍增的方式循環, 直到int類型內存溢出, 將每次倍增之后大小添加到list中

最后初始化SIZE_TABLE數組, 將list中的元素按下表存放到數組中

這樣就初始化了內存數組

再回到AdaptiveRecvByteBufAllocator的構造方法中

public AdaptiveRecvByteBufAllocator(int minimum, int initial, int maximum) {
    //忽略驗證代碼
    //最小容量在table中的下標
    int minIndex = getSizeTableIndex(minimum);
    if (SIZE_TABLE[minIndex] < minimum) {
        this.minIndex = minIndex + 1;
    } else {
        this.minIndex = minIndex;
    }
    //最大容量在table中的下標
    int maxIndex = getSizeTableIndex(maximum);
    if (SIZE_TABLE[maxIndex] > maximum) {
        this.maxIndex = maxIndex - 1;
    } else {
        this.maxIndex = maxIndex;
    }
    this.initial = initial;
}

這里分別根據傳入的最小和最大容量去SIZE_TABLE中獲取其下標

我們跟到getSizeTableIndex(minimum)中:

private static int getSizeTableIndex(final int size) {
    for (int low = 0, high = SIZE_TABLE.length - 1;;) {
        if (high < low) {
            return low;
        }
        if (high == low) {
            return high;
        }
        int mid = low + high >>> 1;
        int a = SIZE_TABLE[mid];
        int b = SIZE_TABLE[mid + 1];
        if (size > b) {
            low = mid + 1;
        } else if (size < a) {
            high = mid - 1;
        } else if (size == a) {
            return mid;
        } else {
            return mid + 1;
        }
    }
}

這里是通過二分查找去獲取其下表

if (SIZE_TABLE[minIndex] < minimum)這里判斷最小容量下標所屬的內存大小是否小于最小值, 如果小于最小值則下標+1

最大容量的下標獲取原理同上, 判斷最大容量下標所屬內存大小是否大于最大值, 如果是則下標-1

我們回到DefaultChannelConfig的構造方法:

public DefaultChannelConfig(Channel channel) {
    this(channel, new AdaptiveRecvByteBufAllocator());
}

剛才我們剖析過了AdaptiveRecvByteBufAllocator()的創建過程, 我們繼續跟到this()中:

protected DefaultChannelConfig(Channel channel, RecvByteBufAllocator allocator) {
    setRecvByteBufAllocator(allocator, channel.metadata());
    this.channel = channel;
}

我們看到這里初始化了channel, 在channel初始化之前, 調用了setRecvByteBufAllocator(allocator, channel.metadata())方法, 顧名思義, 這是用于設置緩沖區分配器的方法, 第一個參數是我們剛剛分析過的新建的AdaptiveRecvByteBufAllocator對象, 第二個傳入的是與channel綁定的ChannelMetadata對象, ChannelMetadata對象是什么?

我們跟進到metadata()方法當中, 由于是channel是NioServerSocketChannel, 所以調用到了NioServerSocketChannel的metadata()方法:

public ChannelMetadata metadata() {
    return METADATA;
}

這里返回了一個成員變量METADATA, 跟到這個成員變量中:

private static final ChannelMetadata METADATA = new ChannelMetadata(false, 16);

這里創建了一個ChannelMetadata對象, 并在構造方法中傳入false和16

繼續跟到ChannelMetadata的構造方法中

public ChannelMetadata(boolean hasDisconnect, int defaultMaxMessagesPerRead) {
    //省略驗證代碼
    //false
    this.hasDisconnect = hasDisconnect;
    //16
    this.defaultMaxMessagesPerRead = defaultMaxMessagesPerRead;
}

這里做的事情非常簡單, 只初始化了兩個屬性:

hasDisconnect=false

defaultMaxMessagesPerRead=16

defaultMaxMessagesPerRead=16代表在讀取對方的鏈接或者channel的字節流時(無論server還是client), 最多只循環16次, 后面的講解將會看到

剖析完了ChannelMetadata對象的創建, 我們回到DefaultChannelConfig的構造方法:

protected DefaultChannelConfig(Channel channel, RecvByteBufAllocator allocator) {
    setRecvByteBufAllocator(allocator, channel.metadata());
    this.channel = channel;
}

跟到setRecvByteBufAllocator(allocator, channel.metadata())方法中:

private void setRecvByteBufAllocator(RecvByteBufAllocator allocator, ChannelMetadata metadata) {
    if (allocator instanceof MaxMessagesRecvByteBufAllocator) {
        ((MaxMessagesRecvByteBufAllocator) allocator).maxMessagesPerRead(metadata.defaultMaxMessagesPerRead());
    } else if (allocator == null) {
        throw new NullPointerException("allocator");
    }
    rcvBufAllocator = allocator;
}

首先會判斷傳入的緩沖區分配器是不是MaxMessagesRecvByteBufAllocator類型的, 因為AdaptiveRecvByteBufAllocator實現了MaxMessagesRecvByteBufAllocator接口, 所以此條件成立

之后將其轉換成MaxMessagesRecvByteBufAllocator類型,

然后調用其maxMessagesPerRead(metadata.defaultMaxMessagesPerRead())方法,

這里會走到其子類DefaultMaxMessagesRecvByteBufAllocator的maxMessagesPerRead(int maxMessagesPerRead)方法中,

其中參數metadata.defaultMaxMessagesPerRead()返回就是ChannelMetadata的屬性defaultMaxMessagesPerRead,

也就是16

跟到maxMessagesPerRead(int maxMessagesPerRead)方法中:

public MaxMessagesRecvByteBufAllocator maxMessagesPerRead(int maxMessagesPerRead) {
    //忽略驗證代碼

    //初始化為16
    this.maxMessagesPerRead = maxMessagesPerRead;
    return this;
}

這里將自身屬性maxMessagesPerRead設置為16, 然后返回自身

回到DefaultChannelConfig的構造方法

private void setRecvByteBufAllocator(RecvByteBufAllocator allocator, ChannelMetadata metadata) {
    if (allocator instanceof MaxMessagesRecvByteBufAllocator) {
        ((MaxMessagesRecvByteBufAllocator) allocator).maxMessagesPerRead(metadata.defaultMaxMessagesPerRead());
    } else if (allocator == null) {
        throw new NullPointerException("allocator");
    }
    rcvBufAllocator = allocator;
}

設置完了內存分配器的maxMessagesPerRead屬性, 最后將DefaultChannelConfig自身的成員變量rcvBufAllocator設置成我們初始化完畢的allocator對象

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