netty框架概述

概述

最近在学习netty的相关知识，也在看netty的源码，光看不练假把式，所以也正好利用自己学习的机会写几篇netty的分析文章，主要还是一些源码解析的文章，一方面有输出会促使自己在看源码，学习原理的过程中更系统，更深入，同时也能加强记忆，巩固对知识的理解。

关于netty的简介和应用我就不做介绍了，在网络上都能搜索到相关的资料。

netty是一个性能非常优秀的网络框架，采用reactor模式，使用非常高效的基于事件驱动的io线程模型，即经典的多路复用的io模式。关于io线程模型其实又是一个很大的话题，涉及到操作系统的底层原理，后面有时间我也打算深入学习一下这方面的知识，并写一些相关的分析文章。

我的整体思路是这样的：首先，以netty提供给用户的常用的接口为切入点，一步步地深入netty内核进行分析，因为netty的模块众多，而且某一个层级往往有很多种平级的模块，这些不同的模块一般代表了不同的实现机制或不同的功能，如根据多路复用系统调用的不同就分为EpollEventLoop，NioEventloop，KQueueEventLoop等；根据不同的应用层协议把编解码器分为不同种类，如http，smtp, http2, xml等等。所以，我们只需要分析其中的一套，其他类型的在实际用到时在深入了解，这样既能整体上掌握框架，也能深入实现的细节。

netty应用示例

之前对spark-core的源码进行过一些讲解，分析了spark-core中的大部分模块，但是其中有一个很重要的模块却没有分析，那就是spark的rpc模块，spark的rpc模块是基于netty实现的，也是对netty的一个很典型的应用，所以这里我还是以spark中的rpc模块为示例，切入netty的源码分析。

// 初始化netty服务端
  private void init(String hostToBind, int portToBind) {

    // io模式，有两种选项NIO, EPOLL
    IOMode ioMode = IOMode.valueOf(conf.ioMode());
    // 创建bossGroup和workerGroup，即主线程组合子线程组
    EventLoopGroup bossGroup =
      NettyUtils.createEventLoop(ioMode, conf.serverThreads(), conf.getModuleName() + "-server");
    EventLoopGroup workerGroup = bossGroup;

    // 缓冲分配器，分为堆内存和直接内存
    PooledByteBufAllocator allocator = NettyUtils.createPooledByteBufAllocator(
      conf.preferDirectBufs(), true /* allowCache */, conf.serverThreads());

    // 创建一个netty服务端引导对象，并设置相关参数
    bootstrap = new ServerBootstrap()
      .group(bossGroup, workerGroup)
      .channel(NettyUtils.getServerChannelClass(ioMode))
      .option(ChannelOption.ALLOCATOR, allocator)
      .childOption(ChannelOption.ALLOCATOR, allocator);

    // 内存使用的度量对象
    this.metrics = new NettyMemoryMetrics(
      allocator, conf.getModuleName() + "-server", conf);

    // 排队的连接数
    if (conf.backLog() > 0) {
      bootstrap.option(ChannelOption.SO_BACKLOG, conf.backLog());
    }

    // socket接收缓冲区大小
    if (conf.receiveBuf() > 0) {
      bootstrap.childOption(ChannelOption.SO_RCVBUF, conf.receiveBuf());
    }

    // socket发送缓冲区大小
    if (conf.sendBuf() > 0) {
      bootstrap.childOption(ChannelOption.SO_SNDBUF, conf.sendBuf());
    }

    // 子channel处理器
    bootstrap.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
      @Override
      protected void initChannel(SocketChannel ch) {
        RpcHandler rpcHandler = appRpcHandler;
        for (TransportServerBootstrap bootstrap : bootstraps) {
          rpcHandler = bootstrap.doBootstrap(ch, rpcHandler);
        }
        context.initializePipeline(ch, rpcHandler);
      }
    });

    InetSocketAddress address = hostToBind == null ?
        new InetSocketAddress(portToBind): new InetSocketAddress(hostToBind, portToBind);
    // 绑定到ip地址和端口
    channelFuture = bootstrap.bind(address);
    // 同步等待绑定成功
    channelFuture.syncUninterruptibly();

    port = ((InetSocketAddress) channelFuture.channel().localAddress()).getPort();
    logger.debug("Shuffle server started on port: {}", port);
  }

netty使用一个引导对象ServerBootstrap来引导服务端的启动，最后的bootstrap.bind(address)实际出发了一系列的初始化机制。

总结

本节，我主要是开了一个头，以spark中rpc服务端的初始化为例子切入netty的源码。