Netty 的逻辑处理架构为典型网络分层架构设计,网络通信层、事件调度层、服务编排层
。
网络通信层的职责是执行网络 I/O 的操作。它支持多种网络协议和 I/O 模型的连接操作。当网络数据读取到内核缓冲区后,会触发网络事件,这些网络事件会分发给事件调度层进行处理。
网络通信层的核心组件包含 BootStrap、ServerBootStrap、Channel 三个组件。一个为用于客户端引导的 Bootstrap,另一个为用于服务端引导的 ServerBootStrap,它们都继承自抽象类 AbstractBootstrap。
Boss
对应 Reactor
模型中的 MainReactor
,Worker
对应 Reactor
模型的 SubReactor
。
网络通信的载体, 提供基本的API 用于网络 I/O 操作,如 register、bind、connect、read、write、flush
等。有多种状态,如连接建立、连接注册、数据读写、连接销毁等。
事件调度层的职责是通过 Reactor 线程模型对各类事件进行聚合处理,通过 Selector 主循环线程集成多种事件( I/O 事件、信号事件、定时事件等),实际的业务处理逻辑是交由服务编排层中相关的 Handler 完成。
事件调度层的核心组件包括 EventLoopGroup、EventLoop。
EventLoopGroup 本质是一个线程池,主要负责接收 I/O 请求,并分配线程执行处理请求。
EventLoopGroup 是一个线程池,我们发现它继承了 Executor 类,可以证明它是一个线程池。
EventLoop 是一个个线程,由 EventLoopGroup 负责分配 EventLoop 进行处理事件。
从上图中,我们可以总结出 EventLoopGroup、EventLoop、Channel 的几点关系。
NioEventLoopGroup 继承于 MultithreadEventLoopGroup,是基于 NIO 模型开发的,可以把 NioEventLoopGroup 理解为一个线程池,每个线程负责处理多个 Channel,而同一个 Channel 只会对应一个线程。EventLoopGroup 是 Netty 的核心处理引擎。
EventLoopGroup 和 Reactor 线程模型到底是什么关系呢?其实 EventLoopGroup 是 Netty Reactor 线程模型的具体实现方式,Netty 通过创建不同的 EventLoopGroup 参数配置,就可以支持 Reactor 的三种线程模型:
一个 EventLoop
,Boss 和 Worker 使用同一个EventLoopGroup;多个 EventLoop
,Boss 和 Worker 使用同一个EventLoopGroup;服务编排层的职责是负责组装各类服务,它是 Netty 的核心处理链,用以实现网络事件的动态编排和有序传播。 核心组件: ChannelPipeline、ChannelHandler、ChannelHandlerContext。
负责组装各种 ChannelHandler,数据的编解码以及加工处理操作都是由 ChannelHandler 完成的。ChannelPipeline是ChannelHandler的实例列表,内部形成双向链表将ChannelHandler链接在一起。当I/O事件触发时,Pipeline会依次调用Handler对channel数据进行处理。
ChannelPipeline 是线程安全的
,因为每一个新的 Channel 都会对应绑定一个新的 ChannelPipeline。一个 ChannelPipeline 关联一个 EventLoop,一个 EventLoop 仅绑定一个线程
ChannelPipeline 有入站 ChannelInboundHandler 和出站 ChannelOutboundHandler 两种处理器
客户端和服务端都有各自的 ChannelPipeline。以客户端为例,数据从客户端发向服务端,该过程称为出站,反之则称为入站。数据入站会由一系列 InBoundHandler 处理,然后再以相反方向的 OutBoundHandler 处理后完成出站。 编码 Encoder 是出站操作,解码 Decoder 是入站操作
每创建一个 Channel 都会绑定一个新的 ChannelPipeline,ChannelPipeline 中每加入一个 ChannelHandler 都会绑定一个 ChannelHandlerContext。
ChannelHandlerContext是对ChannelHandler的一种封装,可以知道 ChannelPipeline 和 ChannelHandler 的关联关系。可以实现 ChannelHandler 之间的交互,ChannelHandlerContext 包含了 ChannelHandler 生命周期所有事件,如 connect、bind、read、flush、write、close 等。
Boss EventLoopGroup
和 Worker EventLoopGroup
两个组件,其中 Boss 负责监听网络连接事件。当有新的网络连接事件到达时,则将 Channel 注册到 Worker EventLoopGroup。