什麼是Netty
- 異步事件驅動框架，用於快速開發高性能服務端和客戶端
- 封裝了JDK底層BIO和NIO模型，提供高度可用的API
- 自帶編解碼器解決拆包粘包問題，用戶只用關心業務邏輯
- 精心設計的reactor線程模型支持高併發海量連接
- 自帶各種協議棧讓你處理任何一種通用協議都幾乎不用親自動手
Netty的抽象流程
首先，我們給出一張簡單的socket運行流程，並用netty進行抽象描述，可如下圖表示：
圖中的每一個步驟，下面都對應的netty的一個組件，此處就不多做描述了，各位自行理解。
Demo代碼
public final class Server {
public static void main(String[] args) throws Exception {
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
try {
ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
b.group(bossGroup, workerGroup)
.channel(NioServerSocketChannel.class)
.childOption(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)
.childAttr(AttributeKey.newInstance("childAttr"), "childAttrValue")
.handler(new ServerHandler())
.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
@Override
public void initChannel(SocketChannel ch) {
ch.pipeline().addLast(new AuthHandler());
//..
}
});
ChannelFuture f = b.bind(8888).sync();
f.channel().closeFuture().sync();
} finally {
bossGroup.shutdownGracefully();
workerGroup.shutdownGracefully();
}
}
}上面即是我本次用到的demo，採用的maven管理jar包，netty版本用到的是4.1.6.Final。
Netty服務端啓動源碼分析
1. 創建服務端Channel
首先調用bind()方法設置綁定端口，即用戶代碼的入口，bind()方法中調用initAndRegister()方法初始化並註冊，而在initAndRegister()方法中，則使用了newChannel()方法創建服務端channel。在netty中創建服務端channel的方法，採用到了反射的機制。我們追蹤源碼跟進去就可以看到，如下：
bind方法中，return回doBind方法，doBand方法中調用initAndRegister()方法，點進去看initAndRegister()內，可以看到如下：
在initAndRegister()方法中，又調用了newChannel()方法，創建完服務端的channel後，再調用init(channel)用來初始化，我們先追蹤newChannel方法，如下圖：
從newChannel()方法，我們可以知道，clazz.newInstance()是通過反射機制來創建channel，而我們的DEMO中，clazz類是傳過來的，如圖：
從上圖，可知道我們將NioServerSocketChannel.class傳遞給了channel方法處理，點進去channel方法，我們可以看到如下：
該方法，會將channelClass封裝成一個ReflectiveChannelFactory，即把channelClass這個類傳遞給RefectiveChannelFactory構造方法，通過反射的方式來創建channel，而這個channelClass就是上面講到的NioServerSocketChannel.class，我們先進去ReflectiveChannelFactory的構造方法，如下：
可以看出該方法實際上就是返回了傳過來的NioServerSocketChannel，即調用了其無參構造函數。而至於在這個構造函數將幹什麼事，我們可以追蹤下NioServerSocketChannel這個類。如下所示：
在這個無參構造函數，通過調用newSocket()方法，來創建底層的JDK底層的channel，點進去可以看到該方法，主要是通過SelectorProvider去調用JDK底層的openServerSocketChannel方法，從而去創建服務端的ServerSocketChannel，而這個ServerSocketChannel實際上就是JDK底層的channel。
上述基本就將服務端的channel創建完畢了，接下了查看其TCP參數的配置類，在NioServerSocketChannel下，同樣可以看到下圖代碼：
該配置類也主要是通過構造函數來完成，將JDK創建完成的channel傳進去，這個Config就是爲了後續對TCP底層參數獲取的時候，可以通過這個Config配置，config可以是serverSocket配置的一個抽象。
在config配置上方，我們可以看到該構造函數調用了父類的構造函數，點擊進去，接下來分下下父類的構造函數，我們對父類構造函數進行追蹤：
此處傳進來的channel，是jdk底層創建完成的channel，ch.configureBlocking(false)這句話表明設置服務端的channel是一個非阻塞的過程。另外要注意的是，不過服務端的channel還是客戶端的channel都繼承一個AbstractChannel，另外點進去查看super(parent)，如下所示：
該構造函數主要是創建了三個屬性，一個id就是channel的唯一標識，unsafe就是對應channel底層tcp讀寫相關操作的一個類（不建議直接拿來用），pipeline是服務端和客戶端邏輯相關的一個邏輯鏈。
最後給出一個大綱，來粗略瞭解下NioServerSocketChannel類的構造函數主要做哪些事情。如下圖所示：
首先通過newSocket()方法創建JDL底層的channel，接下來創建跟channel相關的config類，這個config類主要是跟channel相關的tcp參數的一些配置，然後，調用configureBlocking(false)這個方法，將服務端channel設置成非阻塞模式，最後在channel上創建pipelin。到此，創建Channel的部分就講解完畢。
2. 初始化服務端Channel
初始化的大體方法調用，如下：
從上面這個大綱圖，一一進行源碼追蹤。我們從上一小節中，initAndRegister()方法中的init()方法用來初始化channel，現在我們來追蹤下init的源碼，點擊進入serverBootStrap的實現類：
這方法中，主要包含兩個過程，一個獲取用戶自定義配置的Options，然後綁定到channel的config配置中，一個獲取用戶自定義的屬性，然後綁定channel的屬性中。然後看下面的:
上標記的操作其實都是一些簡單操作，主要也是將用戶自定義的選項和屬性，用兩個局部變量進行保存。屬性配置完成之後，拿到服務端的pipline，pipline是在創建serverSocketChannel的時候創建的，把上面保存的兩個屬性傳進去給pipline，代碼如下：
pipeline還需要將用戶自定義的handler處理鏈添加進去，配置進去後，在接下來的代碼中，我們可以看到netty將自動添加連接器ServerBootstrapAcceptor，也相當於自帶的handler，其中後面兩個屬性，是之前所定義的，而currentChildHandler是netty使用最外層鏈式調用的childHandler()方法，也是用戶自定義的，而currentChildGroup，也是由最外層用戶自定義確定的，如下圖：
這圖上的代碼，也是我用來分析Netty的Demo。總的來說，初始化channel，保存用戶自定義的屬性，根據這zdn屬性創建一個連接接入器，這個鏈接接入器每次accept上新的連接之後，都會使用這些屬性對新的連接進行配置。
3. 註冊selector
服務端的channel創建初始化完成之後，需要將channel註冊到事件輪詢器seletor上面去，回到initAndRegister()方法，查看到下面這條語句：
這個方法最終會調用到AbstractChannel的register方法，這個方法也是我們的入口：
AbstractChannel.this.eventLoop = eventLoop這句簡單的賦值操作，告訴channel後續所有的IO事件相關的操作，都是交給eventLoop來處理， register0(promise)就是做一個實際的註冊，進入register0，會發現它實際就只做了三件事情：
三件事就如同上述標註的一樣，關注點主要在register方法上，點進去看abstractNioChannel方法，如下：
從中，我們可以看到netty的註冊最終調用的還是jdk底層的register方法，如上面講述到的，javachannel在創建服務端channel的時候，會創建jdk底層相關的channel，然後對這個channel保存到成員變量裏面，保存的代碼如下：
然後，我們接着看javachannel的register方法，該方法三個參數，第一個是需要註冊到的selector，第二個opts是我們需要關心的事件，此處，不需要關注，輸入的0，代表不關心任何事件，只是單獨地把channel綁定到selector上面去，最後this屬性是就意味着是服務端的channel，當selector輪詢到java上面的讀寫事件，可以直接把這個this，也就是這個綁定的channel，針對這個netty的niochannel做一個事件的傳播。
再回頭看後面兩個事情，其實，可以對應我們demo入口的handler：
進入ServerHandler()，如下：
運行下代碼，會看到下面這輸出：
這輸出，基本上就是對應pipeline的兩個過程，但要注意的是channelActive並不是對應pipeline的fireChannelActive方法，因爲netty在這個過程只是做一個selector綁定操作，並沒有綁定端口，所以isActive返回的是false。
最後，總結下綁定的過程：
先通過AbstractChannel.register(channel)作爲一個入口，register方法中，將調用到eventLoop進行線程的綁定，同時調用register0方法進行實際註冊，register0方法中，又實踐上實現doRegister方法調用jdk底層進行註冊，將當前channel綁定到selector上面去，同時調用invokeHandlerAddedIfNeeded方法和fireChannelRegistered方法進行事件傳播，最終傳播到我們的用戶方法。
4. 端口綁定
先來張總結圖大綱：
調用doBind()方法，將端口實際綁定到本地，doBind方法將會調用的jdk的javaChannel.doBind()方法，通過jdk底層的channel進行端口的綁定，端口綁定成功後，調用pipeline.fireChannelActive()，傳播一個active事件，在傳播的時候，會從HeadContext開始觸發，HeadContext把這個事件向前傳播的時候，最終會調用到HeadContext.readIfIsAutoRead()方法，而這個方法將會觸發read事件，而這個read事件通過層層調用，最終會調用到服務端channel的beginRead方法，而這個beginRead方法完成向selector註冊一個accept事件。
HeadContext.readIfIsAutoRead()方法將一個之前註冊到selector上的事件，重新綁定成accept事件，有新連接進來，selector就會輪詢到accept事件，最終就會將這個鏈接交給netty處理。
進入NioServerSocketChannel類中的doBind方法，如下：
這個方法主要負責兩個事件，一個是doBind()方法，一個是調用pipeline方法fireChannelActive底層的事件，其中doBind()方法中代碼如下：
要注意的是，當端口綁定之前wasActive的值爲false，綁定完成後，isActive()返回爲true，此時需要將active事件進行傳播，會調用到下面這方法：
即先從HandlerContext方法先調用，傳播過程中，會傳播到：
點進去看doBeginRead方法：
首先拿到selectionKey，該值就是之前註冊服務端channel到selector上去的返回值，接下來拿到selectionKey的感興趣事件，註冊服務端channel上的，實際上是綁定一個0到seletor上去，所以獲取到的IntersetOp是0，判斷即爲獲取到的變量是否和獲取到的accept事件判斷。前面註冊一個事件，在這個事件上再增加一個事件。也可理解爲，服務端端口綁定成功後，需要告訴seletor，我需要關心一個accept事件，selector如果輪詢到一個Accept事件的時候，就會把這個事件交給netty處理。
當你端口綁定完成後，會觸發一個active事件，這個active事件最終會調用到channel的一個read事件，read對服務端channel來說，就是我可以讀一個新的連接了。
以上就是對netty服務端demo啓動源碼的整體分析，可能有很多地方沒解釋周到，大家可以跟進源碼進行追蹤，共同交流。
最後，謝謝閱讀。