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Netty主要组件和服务器启动源码分析

news 2025/7/14 6:04:15

1. Netty服务端启动代码

public class NettyServer {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1); // 只处理 acceptEventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(); // 处理读写try {ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();bootstrap.group(bossGroup, workerGroup).channel(NioServerSocketChannel.class).childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {@Overridepublic void initChannel(SocketChannel ch) {ch.pipeline().addLast(new SimpleServerHandler());}});ChannelFuture future = bootstrap.bind(8080).sync();future.channel().closeFuture().sync();} finally {bossGroup.shutdownGracefully();workerGroup.shutdownGracefully();}}
}

2. 核心组件结构解析和继承结构图

2.1 NioEventLoopGroup是什么

NioEventLoopGroup是Netty的线程组抽象，本质是一个线程池，管理多个NioEventLoop。

bossGroup:用于接收连接（注册 NioServerSocketChannel）
workerGroup:处理读写请求（绑定 NioSocketChannel）

每个 NioEventLoop 是一个线程，绑定多个 channel，负责事件循环。

2.2 NioEventLoopGroup继承结构图

从继承类图上看，NioEventLoopGroup通过继承EventExecutorGroup实现了Iterable 和 ScheduledExecutorService 接口，因此它是一个可迭代的事件执行器组，并支持定时任务和延迟任务调度功能，用于事件循环线程模型中。

2.3 NioEventLoop是什么

实现了 Runnable,每个线程在run()中使用Selector.select() 轮询事件。
内部维护一个任务队列(runAllTasks() 执行)

职责：

监听 selector 的事件（OP_ACCEPT, OP_READ 等）
执行 IO 操作（读、写）
执行任务队列（如异步 execute() 的任务）

2.4 NioEventLoop继承结构图

这个类本质上就是一个线程,它实现各个类主要有以下这些

1.AbstractEventExecutor

是EventExecutor的基础实现
提供默认的 schedule()、next() 等通用方法
支持异步执行和定时任务接口

2. SingleThreadEventExecutor

真正管理线程执行循环的地方。
封装了Thread、BlockingQueue 等核心成员。
实现了任务队列、线程启动、线程终止等控制逻辑。
提供核心的runAllTasks()、execute()、shutdown()等方法。

3.SingleThreadEventLoop

是EventLoop的基础实现，添加了和Channel绑定的逻辑。
每个EventLoop绑定多个 Channel，控制生命周期。
提供register(Channel) 方法。

4.NioEventLoop

最终实现类，专门用于 Java NIO 的事件处理（使用 Selector）
线程循环中调用 selector.select() 检查就绪事件（如 OP_ACCEPT、OP_READ）
处理IO操作，并执行 runAllTasks() 执行任务队列

2.5 NioServerSocketChannel是什么

NioServerSocketChannel是Netty提供的服务端Channel类型,主要用于在服务器端监听客户端连接请求的通道,本质上是对java.nio.channels.ServerSocketChannel的封装。

2.6 ChannelPipeline是什么

ChannelPipeline 是 Netty 中的核心组件之一，可以理解为：

一个责任链模式(链式处理器结构)，用来管理和调度所有的ChannelHandler，从而对Channel中的数据进行编码、解码、业务处理等操作。

它的核心职责主要是:

管理Handler维护一个双向链表结构的多个ChannelHandlerContext。
分发事件把Netty I/O 事件(读、写、连接等）分发给对应的 ChannelHandler。
支持链式操作addLast, addFirst, remove, replace等动态操作。
分离 I/O 和业务把编码解码逻辑、业务逻辑分散在不同 Handler 中，解耦合

数据进出流程

入站（Inbound）事件传播： 比如：收到数据，触发 channelRead():调用的顺序是HeadContext → Decoder → BusinessHandler → TailContext,每个Handler都可以调用ctx.fireChannelRead(msg)把事件传播下去。

出站（Outbound）事件传播： 比如：调用 ctx.write() 或 channel.write()：调用顺序是TailContext → Encoder → BusinessHandler → HeadContext,写数据一般从尾部逆向传播，直到HeadContext调用底层写操作。

2.7 Unsafe是什么

Channel.Unsafe是Netty提供的底层通道操作接口，封装了 I/O 原语、Selector 注册、读写、关闭等敏感操作。它是Channel的一个内部接口，只有 Netty自己框架内部使用，用户不应该直接调用。

它的主要作用有这些，我画个表格说明:

方法	功能说明
register()	向 Selector 注册 Channel
bind()	绑定端口
connect()	客户端连接远程地址
beginRead()	注册读事件
write() / flush()	执行底层写操作
close()	关闭连接