在上一篇《ServerBootstrap 与 Bootstrap 初探》中，我们已经初步的了解了ServerBootstrap是netty进行服务端开发的引导类。 且在上一篇的服务端示例中，我们也看到了，在使用netty进行网络编程时，我们是通过bind方法的调用来完成服务器端口的侦听：
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
try {
ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
b.group(bossGroup, workerGroup)
.channel(NioServerSocketChannel.class)
.handler(new LoggingHandler())
.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
@Override
public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
ch.pipeline().addLast(new DiscardServerHandler());
}
})
.option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 128)
.childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true);
// 侦听8000端口
ChannelFuture f = b.bind(8000).sync();
f.channel().closeFuture().sync();
} finally {
workerGroup.shutdownGracefully();
bossGroup.shutdownGracefully();
}从上面的服务端示例中可以看到，我们只是定义了主线程组及worker线程组，以及指定了channel类型为NioServerSocketChannel等等一些简单的配置， 然后绑定侦听端口，用于网络服务的主体代码基本就完了（业务代码在Handler中实现，后面的文章会详细介绍。
这真的大大简化并方便了java程序员使用netty来进行网络开发，但是想要深入学习netty的人可能会有下面的一些疑问：
- netty是继续Java NIO的，那么ServerSocketChannel是什么时候初始化的？
- 我怎么没有看到Java NIO中的selector， netty是如何实现多路复用的？
- 我们设置的handler 或者 childHandler，是如何应用的？
- boss线程组 以及 worker线程组 其实如何分配线程的？
- 为什么是boss线程组，难道接收用户请求是多个线程一起工作？
- 。。。
本篇将带着上面这些疑问，我们将进入bind方法内部，深入浅出，对netty的工作机制一探究竟。
当我们调用ServerBootstrap的bind方法时，其实是调用的是父类AbstractBootstrap的bind方法：
public ChannelFuture bind(int inetPort) {
return bind(new InetSocketAddress(inetPort));
}进而调用另一个重载bind方法：
public ChannelFuture bind(SocketAddress localAddress) {
validate();
if (localAddress == null) {
throw new NullPointerException("localAddress");
}
return doBind(localAddress);
}此bind(SocketAddress localAddress)内部有两个调用：
1、 调用validate()
顾名思义，validate应该是做校验，由于ServerBootstrap覆盖了AbstractBootstrap方法，因此此validate其实是调用ServerBootstrap中的validate方法：
@Override
public ServerBootstrap validate() {
super.validate();
if (childHandler == null) {
throw new IllegalStateException("childHandler not set");
}
if (childGroup == null) {
logger.warn("childGroup is not set. Using parentGroup instead.");
childGroup = config.group();
}
return this;
}在子类ServerBootstrap的validate方法中，首先它有调用了基类的validate()方法：
public B validate() {
if (group == null) {
throw new IllegalStateException("group not set");
}
if (channelFactory == null) {
throw new IllegalStateException("channel or channelFactory not set");
}
return self();
}所以通过validate方法我们得出如下结论：
1） 服务端程序必须要设置boss线程组 以及 worker线程组，分别用于Acceptor 以及 I/O操作；
2）必须通过Boostrap的channel()来指定通道类型，用来生成相应的通道（ServerSocketChannel或SocketChannel）；
3） 因为是服务端程序，所以必须设置ChildHandler，来指定业务处理器，否则没有业务处理的服务器hi没有意义的；
2、 调用doBind(localAddress)
首先我们先看一下AbstractBootstrap中doBind方法代码片段：
private ChannelFuture doBind(final SocketAddress localAddress) {
final ChannelFuture regFuture = initAndRegister(); // (1)
final Channel channel = regFuture.channel(); // (2)
if (regFuture.cause() != null) {
return regFuture;
}
if (regFuture.isDone()) {
ChannelPromise promise = channel.newPromise();
doBind0(regFuture, channel, localAddress, promise); // (3)
return promise;
} else {
final PendingRegistrationPromise promise = new PendingRegistrationPromise(channel);
regFuture.addListener(new ChannelFutureListener() {
@Override
public void operationComplete(ChannelFuture future) throws Exception {
Throwable cause = future.cause();
if (cause != null) {
promise.setFailure(cause);
} else {
promise.registered();
doBind0(regFuture, channel, localAddress, promise); // (3)
}
}
});
return promise;
}
}剥去无用代码，其实doBind方法内部，只做了两件事：
一、调用了initAndRegister方法
二、调用用了doBind0方法
到底这两个方法做了啥工作，我们继续往下分析。
一、首先看看 initAndRegister方法内部代码：
final ChannelFuture initAndRegister() {
Channel channel = null;
try {
// (1) 调用工厂方法，生成channel实例
channel = channelFactory.newChannel();
// (2) 初始化通道信息
init(channel);
} catch (Throwable t) {
if (channel != null) {
channel.unsafe().closeForcibly();
}
return new DefaultChannelPromise(channel, GlobalEventExecutor.INSTANCE).setFailure(t);
}
// (3) 注册通道
ChannelFuture regFuture = config().group().register(channel);
if (regFuture.cause() != null) {
if (channel.isRegistered()) {
channel.close();
} else {
channel.unsafe().closeForcibly();
}
}
return regFuture;
}通过上面代码，我们可以看出initAndRegister方法做了三件事：
①、调用channelFactory生成通道channel实例：
在上一篇中，我们已经知道，通过serverbootstrap的channel方法来指定通道类型，其实是调用基类AbstractBoostrap的channel方法，其内部其实是实例化了一个产生指定channel类型的channelFactory。
所以，initAndRegister中的channelFactory.newChannel()方法就是生成了一个NioServerSocketChannel的实例。 关于NioServerSocketChannel内部细节，我会有专门的文章进行分析，此处不做详述。
②、调用init(channel)初始化通道信息
init方法在基类AbstractBootstrap中是一个抽象方法：
abstract void init(Channel channel) throws Exception;所以此处init的具体实现在子类ServerBootstrap类中：
@Override
void init(Channel channel) throws Exception {
// 设置引导类配置的option
final Map<ChannelOption<?>, Object> options = options0();
synchronized (options) {
setChannelOptions(channel, options, logger);
}
// 设置引导类配置的attr
final Map<AttributeKey<?>, Object> attrs = attrs0();
synchronized (attrs) {
for (Entry<AttributeKey<?>, Object> e: attrs.entrySet()) {
@SuppressWarnings("unchecked")
AttributeKey<Object> key = (AttributeKey<Object>) e.getKey();
channel.attr(key).set(e.getValue());
}
}
// 获取当前通道的pipeline
ChannelPipeline p = channel.pipeline();
final EventLoopGroup currentChildGroup = childGroup;
final ChannelHandler currentChildHandler = childHandler;
final Entry<ChannelOption<?>, Object>[] currentChildOptions;
final Entry<AttributeKey<?>, Object>[] currentChildAttrs;
synchronized (childOptions) {
currentChildOptions = childOptions.entrySet().toArray(newOptionArray(childOptions.size()));
}
synchronized (childAttrs) {
currentChildAttrs = childAttrs.entrySet().toArray(newAttrArray(childAttrs.size()));
}
// 给NioServerSocketChannel的pipeline中添加一个ChannelInitializer类型的Handler
p.addLast(new ChannelInitializer<Channel>() {
@Override
public void initChannel(final Channel ch) throws Exception {
final ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
ChannelHandler handler = config.handler();
if (handler != null) {
pipeline.addLast(handler);
}
ch.eventLoop().execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
pipeline.addLast(new ServerBootstrapAcceptor(
ch, currentChildGroup, currentChildHandler, currentChildOptions, currentChildAttrs));
}
});
}
});
}init内部主要做了一下几件事：
ⅰ、 设置channel的options
final Map<ChannelOption<?>, Object> options = options0();
synchronized (options) {
setChannelOptions(channel, options, logger);
}ⅱ、设置channel的attribute
final Map<AttributeKey<?>, Object> attrs = attrs0();
synchronized (attrs) {
for (Entry<AttributeKey<?>, Object> e: attrs.entrySet()) {
@SuppressWarnings("unchecked")
AttributeKey<Object> key = (AttributeKey<Object>) e.getKey();
channel.attr(key).set(e.getValue());
}
}ⅲ、给NioServerSocketChannel的pipeline中添加一个ChannelInitializer类型的Handler（根据类继承ChannelInitializer继承自ChannelInboundHandlerAdapter）
关于pipeline到底是什么，本篇不做详述，下一篇我会跟NioServerSocketChannel来一起给大家分析一下。
③、完成通道的注册
通道初始化完成后，然后就可以注册通道了：
ChannelFuture regFuture = config().group().register(channel);config()在AbstractBootstrap中也是个抽象方法：
public abstract AbstractBootstrapConfig<B, C> config();所以具体的实现细节还是在子类ServerBootstrap中：
@Override
public final ServerBootstrapConfig config() {
return config;
}此方法只会返回了config实例对象，此属性是在ServerBootstrap初始化时就创建了
public class ServerBootstrap extends AbstractBootstrap<ServerBootstrap, ServerChannel> {
...
private final ServerBootstrapConfig config = new ServerBootstrapConfig(this);
...
@Override
public final ServerBootstrapConfig config() {
return config;
}
}我们先看一下ServerBootstrapConfig的类继承结构图：
ServerBootstrapConfig初始化时传入的this对象，此this表示ServerBootstrap，而且ServerBootstrapConfig构造方法内部调用了其基类AbstractBootstrapConfig的构造方法：
ServerBootstrapConfig(ServerBootstrap bootstrap) {
super(bootstrap);
}所以config().group()就对应ServerBootstrap的group属性引用（由上一篇得知group指向boss线程组），因此register其实是调用的NioEventLoopGroup的register方法。
对于NioEventLoopGroup，目前大家只知道是个线程组，其内部到底如何实现的，它的作用到底是什么，大家也都不太清楚，由于篇幅原因，这里不作详细介绍，后面会有文章作专门详解。
二、我们再回到doBind(localAddress)方法，内部在调用玩initAndRegister之后，就是调用doBind0方法
private static void doBind0(
final ChannelFuture regFuture, final Channel channel,
final SocketAddress localAddress, final ChannelPromise promise) {
// This method is invoked before channelRegistered() is triggered. Give user handlers a chance to set up
// the pipeline in its channelRegistered() implementation.
channel.eventLoop().execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
if (regFuture.isSuccess()) {
channel.bind(localAddress, promise).addListener(ChannelFutureListener.CLOSE_ON_FAILURE);
} else {
promise.setFailure(regFuture.cause());
}
}
});
}此方法内部就是完成channel的侦听端口的绑定。
至此ServerBootstrap的bind工作执行完成。
此篇对服务端绑定的流程做了大体介绍，但由于篇幅问题，下面几个问题未做详尽分析：
1、 NioServerSocketChannel是如何实例化的
2、 Pipeline是什么，为什么要通过它添加handler
3、 NioEventLoopGroup内部细节是什么，为什么要通过它注册Channel, Java NIO中channel初始化后不是要注册到selector中吗？
带着上面这些疑问，欢迎大家继续关注接下来的几篇文章，在这几篇文章中，bind操作会一直贯穿其中：
Netty4.x 源码实战系列（三）：NioServerSocketChannel全剖析
Netty4.x 源码实战系列（四）：Pipeline全剖析
Netty4.x 源码实战系列（五）：NioEventLoopGroup全剖析
Netty4.x 源码实战系列（六）：NioEventLoop全剖析
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