Netty之EventLoop 解读

曾经终败给现在 2023-10-10 23:44 50阅读 0赞

### 是什么 ###

EventLoop （事件循环对象）本质是一个单线程执行器（同时维护了一个 Selector），里面有 run 方法处理 Channel 上源源不断的 io 事件。

![a4dc466601764f9bb6acdae6c85056cc.png][]

它的继承关系比较复杂

*  一条线是继承自 j.u.c.ScheduledExecutorService 因此包含了线程池中所有的方法
 *  另一条线是继承自 netty 自己的 OrderedEventExecutor，
    
     *  提供了 boolean inEventLoop(Thread thread) 方法判断一个线程是否属于此 EventLoop
     *  提供了 parent 方法来看看自己属于哪个 EventLoopGroup

事件循环组

EventLoopGroup 是一组 EventLoop，Channel 一般会调用 EventLoopGroup 的 register 方法来绑定其中一个 EventLoop，后续这个 Channel 上的 io 事件都由此 EventLoop 来处理（保证了 io 事件处理时的线程安全）

*  继承自 netty 自己的 EventExecutorGroup
    
     *  实现了 Iterable 接口提供遍历 EventLoop 的能力
     *  另有 next 方法获取集合中下一个 EventLoop

public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            DefaultEventLoopGroup group = new DefaultEventLoopGroup(2);
            System.out.println(group.next());
            System.out.println(group.next());
            System.out.println(group.next());
        }
    }

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底层是通过去摸进行实现的

![eae72e038f3a4eacba28eb5735ecb479.png][]

### NioEventLoop 处理任务 ###

NioEventLoop 不仅负责处理 I/O 事件，还要兼顾执行任务队列中的任务。任务队列遵循 FIFO 规则，可以保证任务执行的公平性。NioEventLoop 处理的任务类型基本可以分为三类。

普通任务：通过 NioEventLoop 的 execute() 方法向任务队列 taskQueue 中添加任务。例如 Netty 在写数据时会封装 WriteAndFlushTask 提交给 taskQueue。taskQueue 的实现类是多生产者单消费者队列 MpscChunkedArrayQueue，在多线程并发添加任务时，可以保证线程安全。

定时任务：通过调用 NioEventLoop 的 schedule() 方法向定时任务队列 scheduledTaskQueue 添加一个定时任务，用于周期性执行该任务。例如，心跳消息发送等。定时任务队列 scheduledTaskQueue 采用优先队列 PriorityQueue 实现。

尾部队列：tailTasks 相比于普通任务队列优先级较低，在每次执行完 taskQueue 中任务后会去获取尾部队列中任务执行。尾部任务并不常用，主要用于做一些收尾工作，例如统计事件循环的执行时间、监控信息上报等。

#### 普通任务 ####

public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            NioEventLoopGroup nioEventLoopGroup = new NioEventLoopGroup(2);
            nioEventLoopGroup.execute(()->{
                System.out.println(Thread.currentThread());
                System.out.println("test...");
            });
        }
    }

> 传递一个run（）接口即可

#### 定时任务 ####

public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            NioEventLoopGroup nioEventLoopGroup = new NioEventLoopGroup(2);
            nioEventLoopGroup.scheduleAtFixedRate(()->{
                System.out.println("test...");
            },0,1, TimeUnit.SECONDS);
        }
    }

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#### IO事件 ####

服务器端两个 nio worker 工人

new ServerBootstrap()
        .group(new NioEventLoopGroup(1), new NioEventLoopGroup(2))
        .channel(NioServerSocketChannel.class)
        .childHandler(new ChannelInitializer<NioSocketChannel>() {
            @Override
            protected void initChannel(NioSocketChannel ch) {
                ch.pipeline().addLast(new ChannelInboundHandlerAdapter() {
                    @Override
                    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) {
                        ByteBuf byteBuf = msg instanceof ByteBuf ? ((ByteBuf) msg) : null;
                        if (byteBuf != null) {
                            byte[] buf = new byte[16];
                            ByteBuf len = byteBuf.readBytes(buf, 0, byteBuf.readableBytes());
                            log.debug(new String(buf));
                        }
                    }
                });
            }
        }).bind(8080).sync();

客户端，启动三次，分别修改发送字符串为 zhangsan（第一次），lisi（第二次），wangwu（第三次）

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Channel channel = new Bootstrap()
                .group(new NioEventLoopGroup(1))
                .handler(new ChannelInitializer<NioSocketChannel>() {
                    @Override
                    protected void initChannel(NioSocketChannel ch) throws Exception {
                        System.out.println("init...");
                        ch.pipeline().addLast(new LoggingHandler(LogLevel.DEBUG));
                    }
                })
                .channel(NioSocketChannel.class).connect("localhost", 8080)
                .sync()
                .channel();
    
        channel.writeAndFlush(ByteBufAllocator.DEFAULT.buffer().writeBytes("wangwu".getBytes()));
        Thread.sleep(2000);
        channel.writeAndFlush(ByteBufAllocator.DEFAULT.buffer().writeBytes("wangwu".getBytes()));

>     22:03:34 [DEBUG] [nioEventLoopGroup-3-1] c.i.o.EventLoopTest - zhangsan       
>     22:03:36 [DEBUG] [nioEventLoopGroup-3-1] c.i.o.EventLoopTest - zhangsan       
>     22:05:36 [DEBUG] [nioEventLoopGroup-3-2] c.i.o.EventLoopTest - lisi           
>     22:05:38 [DEBUG] [nioEventLoopGroup-3-2] c.i.o.EventLoopTest - lisi           
>     22:06:09 [DEBUG] [nioEventLoopGroup-3-1] c.i.o.EventLoopTest - wangwu        
>     22:06:11 [DEBUG] [nioEventLoopGroup-3-1] c.i.o.EventLoopTest - wangwu

可以看到两个工人轮流处理 channel，但工人与 channel 之间进行了绑定

![5212360c13bd4364a409a6a012d8efff.png][]

DefaultEventLoopGroup normalWorkers = new DefaultEventLoopGroup(2);
    new ServerBootstrap()
        .group(new NioEventLoopGroup(1), new NioEventLoopGroup(2))
        .channel(NioServerSocketChannel.class)
        .childHandler(new ChannelInitializer<NioSocketChannel>() {
            @Override
            protected void initChannel(NioSocketChannel ch)  {
                ch.pipeline().addLast(new LoggingHandler(LogLevel.DEBUG));
                ch.pipeline().addLast(normalWorkers,"myhandler",
                  new ChannelInboundHandlerAdapter() {
                    @Override
                    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) {
                        ByteBuf byteBuf = msg instanceof ByteBuf ? ((ByteBuf) msg) : null;
                        if (byteBuf != null) {
                            byte[] buf = new byte[16];
                            ByteBuf len = byteBuf.readBytes(buf, 0, byteBuf.readableBytes());
                            log.debug(new String(buf));
                        }
                    }
                });
            }
        }).bind(8080).sync();

客户端代码不变，启动三次，分别修改发送字符串为 zhangsan（第一次），lisi（第二次），wangwu（第三次）

输出

22:19:48 [DEBUG] [nioEventLoopGroup-4-1] i.n.h.l.LoggingHandler - [id: 0x251562d5, L:/127.0.0.1:8080 - R:/127.0.0.1:52588] REGISTERED
    22:19:48 [DEBUG] [nioEventLoopGroup-4-1] i.n.h.l.LoggingHandler - [id: 0x251562d5, L:/127.0.0.1:8080 - R:/127.0.0.1:52588] ACTIVE
    22:19:48 [DEBUG] [nioEventLoopGroup-4-1] i.n.h.l.LoggingHandler - [id: 0x251562d5, L:/127.0.0.1:8080 - R:/127.0.0.1:52588] READ: 8B
             +-------------------------------------------------+
             |  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f |
    +--------+-------------------------------------------------+----------------+
    |00000000| 7a 68 61 6e 67 73 61 6e                         |zhangsan        |
    +--------+-------------------------------------------------+----------------+
    22:19:48 [DEBUG] [nioEventLoopGroup-4-1] i.n.h.l.LoggingHandler - [id: 0x251562d5, L:/127.0.0.1:8080 - R:/127.0.0.1:52588] READ COMPLETE
    22:19:48 [DEBUG] [defaultEventLoopGroup-2-1] c.i.o.EventLoopTest - zhangsan        
    22:19:50 [DEBUG] [nioEventLoopGroup-4-1] i.n.h.l.LoggingHandler - [id: 0x251562d5, L:/127.0.0.1:8080 - R:/127.0.0.1:52588] READ: 8B
             +-------------------------------------------------+
             |  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f |
    +--------+-------------------------------------------------+----------------+
    |00000000| 7a 68 61 6e 67 73 61 6e                         |zhangsan        |
    +--------+-------------------------------------------------+----------------+
    22:19:50 [DEBUG] [nioEventLoopGroup-4-1] i.n.h.l.LoggingHandler - [id: 0x251562d5, L:/127.0.0.1:8080 - R:/127.0.0.1:52588] READ COMPLETE
    22:19:50 [DEBUG] [defaultEventLoopGroup-2-1] c.i.o.EventLoopTest - zhangsan        
    22:20:24 [DEBUG] [nioEventLoopGroup-4-2] i.n.h.l.LoggingHandler - [id: 0x94b2a840, L:/127.0.0.1:8080 - R:/127.0.0.1:52612] REGISTERED
    22:20:24 [DEBUG] [nioEventLoopGroup-4-2] i.n.h.l.LoggingHandler - [id: 0x94b2a840, L:/127.0.0.1:8080 - R:/127.0.0.1:52612] ACTIVE
    22:20:25 [DEBUG] [nioEventLoopGroup-4-2] i.n.h.l.LoggingHandler - [id: 0x94b2a840, L:/127.0.0.1:8080 - R:/127.0.0.1:52612] READ: 4B
             +-------------------------------------------------+
             |  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f |
    +--------+-------------------------------------------------+----------------+
    |00000000| 6c 69 73 69                                     |lisi            |
    +--------+-------------------------------------------------+----------------+
    22:20:25 [DEBUG] [nioEventLoopGroup-4-2] i.n.h.l.LoggingHandler - [id: 0x94b2a840, L:/127.0.0.1:8080 - R:/127.0.0.1:52612] READ COMPLETE
    22:20:25 [DEBUG] [defaultEventLoopGroup-2-2] c.i.o.EventLoopTest - lisi            
    22:20:27 [DEBUG] [nioEventLoopGroup-4-2] i.n.h.l.LoggingHandler - [id: 0x94b2a840, L:/127.0.0.1:8080 - R:/127.0.0.1:52612] READ: 4B
             +-------------------------------------------------+
             |  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f |
    +--------+-------------------------------------------------+----------------+
    |00000000| 6c 69 73 69                                     |lisi            |
    +--------+-------------------------------------------------+----------------+
    22:20:27 [DEBUG] [nioEventLoopGroup-4-2] i.n.h.l.LoggingHandler - [id: 0x94b2a840, L:/127.0.0.1:8080 - R:/127.0.0.1:52612] READ COMPLETE
    22:20:27 [DEBUG] [defaultEventLoopGroup-2-2] c.i.o.EventLoopTest - lisi            
    22:20:38 [DEBUG] [nioEventLoopGroup-4-1] i.n.h.l.LoggingHandler - [id: 0x79a26af9, L:/127.0.0.1:8080 - R:/127.0.0.1:52625] REGISTERED
    22:20:38 [DEBUG] [nioEventLoopGroup-4-1] i.n.h.l.LoggingHandler - [id: 0x79a26af9, L:/127.0.0.1:8080 - R:/127.0.0.1:52625] ACTIVE
    22:20:38 [DEBUG] [nioEventLoopGroup-4-1] i.n.h.l.LoggingHandler - [id: 0x79a26af9, L:/127.0.0.1:8080 - R:/127.0.0.1:52625] READ: 6B
             +-------------------------------------------------+
             |  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f |
    +--------+-------------------------------------------------+----------------+
    |00000000| 77 61 6e 67 77 75                               |wangwu          |
    +--------+-------------------------------------------------+----------------+
    22:20:38 [DEBUG] [nioEventLoopGroup-4-1] i.n.h.l.LoggingHandler - [id: 0x79a26af9, L:/127.0.0.1:8080 - R:/127.0.0.1:52625] READ COMPLETE
    22:20:38 [DEBUG] [defaultEventLoopGroup-2-1] c.i.o.EventLoopTest - wangwu          
    22:20:40 [DEBUG] [nioEventLoopGroup-4-1] i.n.h.l.LoggingHandler - [id: 0x79a26af9, L:/127.0.0.1:8080 - R:/127.0.0.1:52625] READ: 6B
             +-------------------------------------------------+
             |  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f |
    +--------+-------------------------------------------------+----------------+
    |00000000| 77 61 6e 67 77 75                               |wangwu          |
    +--------+-------------------------------------------------+----------------+
    22:20:40 [DEBUG] [nioEventLoopGroup-4-1] i.n.h.l.LoggingHandler - [id: 0x79a26af9, L:/127.0.0.1:8080 - R:/127.0.0.1:52625] READ COMPLETE
    22:20:40 [DEBUG] [defaultEventLoopGroup-2-1] c.i.o.EventLoopTest - wangwu

可以看到，nio 工人和 非 nio 工人也分别绑定了 channel（LoggingHandler 由 nio 工人执行，而我们自己的 handler 由非 nio 工人执行）

![2c0a1db01e16427e9332e273c6852475.png][]

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