看了“菜鸟耕地”的”.NET开源高性能Socket通信中间件Helios介绍及演示“，觉得这个东西不错。但是由于没有网络编程知识，所以高性能部分我就讲不出来了，主要是想根据开源代码跟大家分享下Helios的架构。
源代码下载地址：https://github.com/helios-io/helios
首先我们献上服务器端结构图：
这样的一个大图片，估计很多地方都挺迷糊的，我们就详细的讲解下期中的逻辑。
ServerBootstrap类
该类是服务器端的核心类，服务器端提供服务的就是ServerBootstrap对象（实际上是它的子类，并且子类是由这个对象创建的）。
创建代码时我们会使用代码
var serverFactory = new ServerBootstrap() .SetTransport(TransportType.Tcp) .Build();
- 该类有三个核心属性：IExecutor 、IServerFactory（IConnectionFactory）、NetworkEventLoop。
public class ServerBootstrap : AbstractBootstrap
{
protected IExecutor InternalExecutor { get; set; }
protected NetworkEventLoop EventLoop
{
get
{
return EventLoopFactory.CreateNetworkEventLoop(Workers, InternalExecutor);
}
}
protected override IConnectionFactory BuildInternal()
{
switch (Type)
{
case TransportType.Tcp:
return new TcpServerFactory(this);
case TransportType.Udp:
return new UdpServerFactory(this);
default:
throw new InvalidOperationException("This shouldn't happen");
}
}
public new IServerFactory Build()
{
return (IServerFactory) BuildInternal();
}
}
核心属性和方法
- 另外一个有特点的地方就是链式编程（可能借鉴于jquery），设置对象都返回个this指针。
public class ServerBootstrap : AbstractBootstrap
{
public ServerBootstrap WorkersShareFiber(bool shareFiber)
{
UseSharedFiber = shareFiber;
SetOption("proxiesShareFiber", UseSharedFiber);
return this;
}
public new ServerBootstrap SetTransport(TransportType type)
{
base.SetTransport(type);
return this;
}
public ServerBootstrap WorkerThreads(int workerThreadCount)
{
if (workerThreadCount < 1) throw new ArgumentException("Can't be below 1", "workerThreadCount");
Workers = workerThreadCount;
return this;
}
public ServerBootstrap BufferSize(int bufferSize)
{
if (bufferSize < 1024) throw new ArgumentException("Can't be below 1024", "bufferSize");
BufferBytes = bufferSize;
return this;
}
public ServerBootstrap WorkersAreProxies(bool useProxies)
{
UseProxies = useProxies;
return this;
}
public ServerBootstrap Executor(IExecutor executor)
{
if (executor == null) throw new ArgumentNullException("executor");
InternalExecutor = executor;
return this;
}
public new ServerBootstrap SetConfig(IConnectionConfig config)
{
base.SetConfig(config);
return this;
}
public new ServerBootstrap SetDecoder(IMessageDecoder decoder)
{
base.SetDecoder(decoder);
return this;
}
public new ServerBootstrap SetEncoder(IMessageEncoder encoder)
{
base.SetEncoder(encoder);
return this;
}
public new ServerBootstrap SetAllocator(IByteBufAllocator allocator)
{
base.SetAllocator(allocator);
return this;
}
public new ServerBootstrap OnConnect(ConnectionEstablishedCallback connectionEstablishedCallback)
{
base.OnConnect(connectionEstablishedCallback);
return this;
}
public new ServerBootstrap OnDisconnect(ConnectionTerminatedCallback connectionTerminatedCallback)
{
base.OnDisconnect(connectionTerminatedCallback);
return this;
}
public new ServerBootstrap OnReceive(ReceivedDataCallback receivedDataCallback)
{
base.OnReceive(receivedDataCallback);
return this;
}
public new ServerBootstrap OnError(ExceptionCallback exceptionCallback)
{
base.OnError(exceptionCallback);
return this;
}
public new ServerBootstrap SetOption(string optionKey, object optionValue)
{
base.SetOption(optionKey, optionValue);
return this;
}
}
链式编程
我们调用最后，肯定是使用build方法，而build方法实际上调用的是BuildInternal内部方法，而该这又是一个工厂模式（和后满ServerFactory组成抽象工厂？？），会返回TcpServerFactory或者UdpServerFactory。
TcpServerFactory和UdpServerFactory
这俩个类其实没有什么核心代码，但是你网上追溯父类的时候你会发现TcpServerFactory（UdpServerFactory）=>ServerFactoryBase => ServerBootstrap。它们依旧是ServerBootstrap对象。不过不同的地方就是，他们除了爹还有了一个妈妈ServerFactoryBase =>IServerFactory =>IConnectionFactory。
我们看下ServerFactoryBase 源码：
public abstract class ServerFactoryBase : ServerBootstrap, IServerFactory
{
protected ServerFactoryBase(ServerBootstrap other)
: base(other)
{
}
protected abstract ReactorBase NewReactorInternal(INode listenAddress);
public IReactor NewReactor(INode listenAddress)
{
var reactor = NewReactorInternal(listenAddress);
reactor.Configure(Config);
if (ReceivedData != null)
reactor.OnReceive += (ReceivedDataCallback)ReceivedData.Clone();
if (ConnectionEstablishedCallback != null)
reactor.OnConnection += (ConnectionEstablishedCallback)ConnectionEstablishedCallback.Clone();
if (ConnectionTerminatedCallback != null)
reactor.OnDisconnection += (ConnectionTerminatedCallback)ConnectionTerminatedCallback.Clone();
if (ExceptionCallback != null)
reactor.OnError += (ExceptionCallback) ExceptionCallback.Clone();
return reactor;
}
public IConnection NewConnection()
{
return NewConnection(Node.Any());
}
public IConnection NewConnection(INode localEndpoint)
{
var reactor = (ReactorBase)NewReactor(localEndpoint);
return reactor.ConnectionAdapter;
}
public IConnection NewConnection(INode localEndpoint, INode remoteEndpoint)
{
return NewConnection(localEndpoint);
}
}
发现它们母亲（IConnectionFactory）要做的事都是通过IReactor来完成的。而它们（TcpServerFactory和UdpServerFactory）只是找到合适的IReactor对象而已，另一方面我们也可以看出真正负责网络连接的就是IReactor对象。它就是保证底层通讯的逻辑。
public sealed class TcpServerFactory : ServerFactoryBase
{
public TcpServerFactory(ServerBootstrap other)
: base(other)
{
}
protected override ReactorBase NewReactorInternal(INode listenAddress)
{
if (UseProxies)
return new TcpProxyReactor(listenAddress.Host, listenAddress.Port, EventLoop, Encoder, Decoder,
Allocator, BufferBytes);
else
throw new NotImplementedException("Have not implemented non-TCP proxies");
}
}
TcpServerFactory
public sealed class UdpServerFactory : ServerFactoryBase
{
public UdpServerFactory(ServerBootstrap other) : base(other)
{
}
protected override ReactorBase NewReactorInternal(INode listenAddress)
{
return new UdpProxyReactor(listenAddress.Host, listenAddress.Port, EventLoop, Encoder, Decoder, Allocator, BufferBytes);
}
}
UdpServerFactory
IReactor们
这里包含TcpServerFactory内部使用的TcpProxyReactor、UdpServerFactory使用的UdpProxyReactor，以及他们的基类ProxyReactorBase、ReactorBase。他们之间的关系为：
- TcpProxyReactor => ProxyReactorBase => ReactorBase =>IReactor
- UdpProxyReactor => ProxyReactorBase => ReactorBase =>IReactor
- ReactorConnectionAdapter =>IConnection（适配器模式，内部封装IReactor）
*严格说ReactorConnectionAdapter 不算是IReactor，它只是适配器模式，使得IReactor对象能够和IConnection对象模式适配
虽然类不是很多，但估计helios的高效可能核心就和这部分有关系。但是我不太了解通讯相关内容，只能从构建的方式大致的讲下，有兴趣的人可以自己深入研究。
- ReactorBase ：定义了基本操作、事件。对于接收，发送提供默认操作
- ProxyReactorBase ：增加了ReactorResponseChannel对象，重载接收方法（ReceivedData，调用的是ReactorResponseChannel的OnReceive）
- TcpProxyReactor ：重载StartInternal方法，使用TcpReactorResponseChannel进行数据接收
- UdpProxyReactor ：重载StartInternal方法，使用ReactorProxyResponseChannel进行数据接收
ReactorResponseChannel们
此处包含三个类ReactorResponseChannel、TcpReactorResponseChannel、ReactorProxyResponseChannel。
- ReactorResponseChannel 基类，定义基础操作。主要是Send方法
- TcpReactorResponseChannel，TCP协议下的ReactorResponseChannel实现。
- ReactorProxyResponseChannel，ReactorResponseChannel的代理，实际上就是把ReactorResponseChannel虚方法变成空方法而已。
ReactorResponseChannel中OnReceive方法调用的是”NetworkEventLoop.Receive(data, this);“，将数据发送到EventLoop（消息队列）中。
EventLoop（消息队列）
消息队列一共有三个层次继承，分别是：NetworkEventLoop、ThreadedEventLoop、AbstractEventLoop
继承关系为：NetworkEventLoop=> ThreadedEventLoop=> AbstractEventLoop。
- AbstractEventLoop：内部使用IFiber对象，进行消息处理。所有的处理方法最终走的都是IFiber对象（实际上IFiber中维护一个列表，之后由IFiber对象决定如何处理）
- ThreadedEventLoop：构造函数构建自己的IFiber对象（默认使用的是：DedicatedThreadPoolFiber）
- NetworkEventLoop：将网络事件、数据接收事件用IFiber对象处理
IFiber们
IFiber的作用不是处理接收的数据，而是在乎用什么样的方式处理数据，比如起几个线程，同步还是异步的处理。IFiber对象有好几个，但是实际上真正用的只有1个（DedicatedThreadPoolFiber），但是不妨碍我们去看看这些对象。
- DedicatedThreadPoolFiber使用hebios自己的线程池技术（DedicatedThreadPool），底层通过线程池来处理数据。
- SynchronousFiber同步处理，当一个操作进入消息队列的时候立即处理
- ThreadPoolFiber使用线程池技术，底层通过线程池来处理数据
- SharedFiber共享Fiber，当NetworkEventLoop.clone()的时候，只是简单的将NetworkEventLoop的IFiber对象传递过来，以达到多个NetworkEventLoop共享IFiber的目的
最后的处理类：BasicExecutor/TryCatchExecutor
在IFiber里面，我们会默认构造BasicExecutor对象（TryCatchExecutor继承自BasicExecutor，可以catch住异常），这个类会最终处理服务器端的数据请求。
总结：服务器端处理数据的顺序为：创建ServerBootstrap对象，构建出它的子类（IConnectionFactory），之后分别进行网络通讯（IReactor），通讯管道（ReactorResponseChannel）对数据接收发送管理，之后数据进入消息队列（EventLoop），服务器端决定处理数据的线程技术（IFiber），最终将数据处理（BasicExecutor）
*这不是真实的接送逻辑，而是我们沿着源代码求索逻辑的顺序。
