Netty 源码解析（二）：Netty 的 Channel

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今天是猿灯塔“365篇原创计划”第二篇。

接下来的时间灯塔君持续更新Netty系列一共九篇

Netty源码解析（一）：开始

当前：Netty 源码解析（二）: Netty 的 Channel

Netty 源码解析（三）: Netty 的 Future 和 Promise

Netty 源码解析（四）: Netty 的 ChannelPipeline

Netty 源码解析（五）: Netty 的线程池分析

Netty 源码解析（六）: Channel 的 register 操作

Netty 源码解析（七）: NioEventLoop 工作流程

Netty 源码解析（八）: 回到 Channel 的 register 操作

Netty 源码解析（九）: connect 过程和 bind 过程分析

今天呢！灯塔君跟大家讲： 

Netty 的 Channel

这节我们来看看 NioSocketChannel 是怎么和 JDK 底层的 SocketChannel 联系在一起的，它们是一对一的关系。NioServerSocketChannel 和 ServerSocketChannel 同理，也是一对一的关系。

在 Bootstrap（客户端） 和 ServerBootstrap（服务端） 的启动过程中都会调用 channel(…) 方法：

下面，我们来看 channel(…) 方法的源码：

1// AbstractBootstrap
2public B channel(Class<? extends C> channelClass) {
3    if (channelClass == null) {
4        throw new NullPointerException("channelClass");
5    }
6    return channelFactory(new ReflectiveChannelFactory<C>(channelClass));
7}

我们可以看到，这个方法只是设置了 channelFactory 为 ReflectiveChannelFactory 的一个实例，然后我们看下这里的 ReflectiveChannelFactory 到底是什么：

newChannel() 方法是 ChannelFactory 接口中的唯一方法，工厂模式大家都很熟悉。我们可以看到，ReflectiveChannelFactory#newChannel() 方法中使用了反射调用 Channel 的无参构造方法来创建 Channel，我们只要知道，ChannelFactory 的 newChannel() 方法什么时候会被调用就可以了。

• 对于NioSocketChannel,由于它充当客户端的功能,它的创建时机在 connect(…) 的时候；
• 对于NioServerSocketChannel来说,它充当服务端功能,它的创建时机在绑定端口bind(…)的时候。

接下来,我们来简单追踪下充当客户端的Bootstrap中NioSocketChannel的创建过程,看看NioSocketChannel是怎么和JDK 中的SocketChannel关联在一起的：

1// Bootstrap
2public ChannelFuture connect(String inetHost, int inetPort) {
3    return connect(InetSocketAddress.createUnresolved(inetHost, inetPort));
4}

然后再往里看到这个方法：

1public ChannelFuture connect(SocketAddress remoteAddress) {
2    if (remoteAddress == null) {
3        throw new NullPointerException("remoteAddress");
4    // validate 只是校验一下各个参数是不是正确设置了
5    validate();
6    return doResolveAndConnect(remoteAddress, config.localAddress());
7}

继续：

1// 再往里就到这里了
2private ChannelFuture doResolveAndConnect(final SocketAddress remoteAddress, final SocketAddress localAddress) {
3    // 我们要说的部分在这里
4    final ChannelFuture regFuture = initAndRegister();
5    final Channel channel = regFuture.channel();
6    ......
7}

然后，我们看initAndRegister()方法：

1final ChannelFuture initAndRegister() {
2    Channel channel = null;
3    try {
4        // 前面我们说过，这里会进行 Channel 的实例化
5        channel = channelFactory.newChannel();
6        init(channel);
7    } catch (Throwable t) {
8        ...
9    }
10    ...
11    return regFuture;
12}

我们找到了channel = channelFactory.newChannel()这行代码,根据前面说的,这里会调用相应Channel的无参构造方法。

然后我们就可以去看NioSocketChannel的构造方法了：

1public NioSocketChannel() {
2    // SelectorProvider 实例用于创建 JDK 的 SocketChannel 实例
3    this(DEFAULT_SELECTOR_PROVIDER);
4}
5
6public NioSocketChannel(SelectorProvider provider) {
7    // 看这里，newSocket(provider) 方法会创建 JDK 的 SocketChannel
8    this(newSocket(provider));
9}

我们可以看到，在调用 newSocket(provider) 的时候，会创建JDK NIO的一个 SocketChannel实例：

1private static SocketChannel newSocket(SelectorProvider provider) {
2    try {
3        // 创建 SocketChannel 实例
4        return provider.openSocketChannel();
5    } catch (IOException e) {
6        throw new ChannelException("Failed to open a socket.", e);
7    }
8}

NioServerSocketChannel同理，也非常简单，从ServerBootstrap#bind(...)方法一路点进去就清楚了。

所以我们知道了，NioSocketChannel 在实例化过程中，会先实例化JDK底层的 SocketChannel，NioServerSocketChannel 也一样，会先实例化 ServerSocketChannel 实例：

说到这里，我们顺便再继续往里看一下NioSocketChannel的构造方法：

1public NioSocketChannel(SelectorProvider provider) {
2    this(newSocket(provider));
3}

刚才我们看到这里newSocket(provider)创建了底层的SocketChannel 实例我们继续往下看构造方法：

1public NioSocketChannel(Channel parent, SocketChannel socket) {
2    super(parent, socket);
3    config = new NioSocketChannelConfig(this, socket.socket());
4}

上面有两行代码，第二行代码很简单，实例化了内部的 NioSocketChannelConfig 实例，它用于保存channel的配置信息，这里没有我们现在需要关心的内容，直接跳过。

第一行调用父类构造器，除了设置属性外，还设置了SocketChannel的非阻塞模式：

1protected AbstractNioByteChannel(Channel parent, SelectableChannel ch) {
2    // 毫无疑问，客户端关心的是 OP_READ 事件，等待读取服务端返回数据
3    super(parent, ch, SelectionKey.OP_READ);
4}
5
6// 然后是到这里
7protected AbstractNioChannel(Channel parent, SelectableChannel ch, int readInterestOp) {
8    super(parent);
9    this.ch = ch;
10    // 我们看到这里只是保存了 SelectionKey.OP_READ 这个信息，在后面的时候会用到
11    this.readInterestOp = readInterestOp;
12    try {
13        // ******设置 channel 的非阻塞模式******
14        ch.configureBlocking(false);
15    } catch (IOException e) {
16        ......
17    }
18}

NioServerSocketChannel的构造方法类似，也设置了非阻塞，然后设置服务端关心的SelectionKey.OP_ACCEPT事件：

1public NioServerSocketChannel(ServerSocketChannel channel) {
2    // 对于服务端来说，关心的是 SelectionKey.OP_ACCEPT 事件，等待客户端连接
3    super(null, channel, SelectionKey.OP_ACCEPT);
4    config = new NioServerSocketChannelConfig(this, javaChannel().socket());
5}

这节关于Channel的内容我们先介绍这么多,主要就是实例化了JDK层的SocketChannel或ServerSocketChannel，然后设置了非阻塞模式，我们后面再继续深入下去。

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