Netty 的设计主要基于主从 Reactor 多线程模式,并做了一定的改进。本节将使用一种渐进式的描述方式展示 Netty 的模样,即先给出 Netty 的简单版本,然后逐渐丰富其细节,直至展示出 Netty 的全貌。

简单版本的 Netty 的模样如下:

  

Java netty 多个线程间如何进行数据的交互_连接建立

  

关于这张图,作以下几点说明:

1)BossGroup 线程维护 Selector,ServerSocketChannel 注册到这个 Selector 上,只关注连接建立请求事件(相当于主 Reactor)。

2)当接收到来自客户端的连接建立请求事件的时候,通过 ServerSocketChannel.accept 方法获得对应的 SocketChannel,并封装成 NioSocketChannel 注册到 WorkerGroup 线程中的 Selector,每个 Selector 运行在一个线程中(相当于从 Reactor)。(多个selector,每一个eventLoop中有一个selector)

3)当 WorkerGroup 线程中的 Selector 监听到自己感兴趣的 IO 事件后,就调用 Handler 进行处理。

  

Java netty 多个线程间如何进行数据的交互_客户端_02

关于这张图,作以下几点说明:

1)Netty 抽象出两组线程池:BossGroup 和 WorkerGroup,也可以叫做 BossNioEventLoopGroup 和 WorkerNioEventLoopGroup。每个线程池中都有 NioEventLoop 线程。BossGroup 中的线程专门负责和客户端建立连接,WorkerGroup 中的线程专门负责处理连接上的读写。BossGroup 和 WorkerGroup 的类型都是 NioEventLoopGroup。

2)NioEventLoopGroup 相当于一个事件循环组,这个组中含有多个事件循环,每个事件循环就是一个 NioEventLoop。

3)NioEventLoop 表示一个不断循环的执行事件处理的线程,每个 NioEventLoop 都包含一个 Selector,用于监听注册在其上的 Socket 网络连接(Channel)。

4)NioEventLoopGroup 可以含有多个线程,即可以含有多个 NioEventLoop。

5)每个 BossNioEventLoop 中循环执行以下三个步骤:

5.1)select:轮训注册在其上的 ServerSocketChannel 的 accept 事件(OP_ACCEPT 事件)

5.2)processSelectedKeys:处理 accept 事件,与客户端建立连接,生成一个 NioSocketChannel,并将其注册到某个 WorkerNioEventLoop 上的 Selector 上

5.3)runAllTasks:再去以此循环处理任务队列中的其他任务

6)每个 WorkerNioEventLoop 中循环执行以下三个步骤:

6.1)select:轮训注册在其上的 NioSocketChannel 的 read/write 事件(OP_READ/OP_WRITE 事件)

6.2)processSelectedKeys:在对应的 NioSocketChannel 上处理 read/write 事件

6.3)runAllTasks:再去以此循环处理任务队列中的其他任务

7)在以上两个processSelectedKeys步骤中,会使用 Pipeline(管道),Pipeline 中引用了 Channel,即通过 Pipeline 可以获取到对应的 Channel,Pipeline 中维护了很多的处理器(拦截处理器、过滤处理器、自定义处理器等)。这里暂时不详细展开讲解 Pipeline。