Netty学习笔记——Server端初始化

这段时间一直在学习Netty，在通过《Netty实战》一书学习了一些Netty的基础知识之后，便开始写一些简单的Server-Client交互Demo。一个Server端的代码大致如下：

EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
try {
    ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
    b.group(bossGroup, workerGroup)
     .channel(NioServerSocketChannel.class)
     .childHandler(new SimpleChatServerInitializer())
     .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 128)
     .childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true);

    ChannelFuture f = b.bind(port).sync();
    f.channel().closeFuture().sync();
} finally {
    workerGroup.shutdownGracefully();
    bossGroup.shutdownGracefully();
}     

其中ServerBootStrap相当于Server端的引导，由其group方法指定了事件处理的线程组，每个group中都存在多个EventLoop，每个EventLoop都和某个Thread绑定，处理多个Channel（可以看做是Socket）。一旦一个Channel被分配给一个EventLoop，它将在它的整个生命周期中都是用这个EventLoop，这是Netty的基本线程模型。

理解了以上概念后，我在网上找了一些例子进行学习，发现大多数示例代码都通过重写io.netty.channel.ChannelHandlerAdapter.handlerAdded(ChannelHandlerContext)方法，来对连接Server的Client进行注册。从方法名字上看，似乎是当handler添加时被调用的回调，与Client的Channel毫不相干，所以它是如何生效的呢？带着这个疑问，我开始了源码的学习：

首先，从ChannelInitializer开始看，这个抽象类继承了ChannelInboundHandlerAdapter这个适配器类，所以它也算是一个Handler，它有一个需要被实现的抽象方法，initChannel，从调用栈上可以看到，当handlerAdded被调用时，此方法也同时被调用：

public void handlerAdded(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
    if (ctx.channel().isRegistered()) {
        initChannel(ctx);
    }
}

handlerAdded方法是在ChannelPipeline调用其addFirst/addLast方法时被调用（也有许多其他调用，但这两个方法最常用）。回过头来看，在引导Server端时调用了bind方法，进而调用doBind方法：

private ChannelFuture doBind(final SocketAddress localAddress) {
        final ChannelFuture regFuture = initAndRegister();
        ...
}

doBind方法中的第一行调用了initAndRegister方法，在这个方法中又调用了init方法：

void init(Channel channel) throws Exception {
    ...
    ChannelPipeline p = channel.pipeline();

    final ChannelHandler currentChildHandler = childHandler;
    ...
    p.addLast(new ChannelInitializer<Channel>() {
        @Override
        public void initChannel(Channel ch) throws Exception {
            final ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
            ChannelHandler handler = config.handler();
            if (handler != null) {
                pipeline.addLast(handler);
            }
            ch.eventLoop().execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    pipeline.addLast(new ServerBootstrapAcceptor(
                        currentChildGroup, currentChildHandler, currentChildOptions, currentChildAttrs));
                }
            });
        }
    });
}

其中，childHandler就是ServerBootStrap传入childHandler方法中的参数，p代表了与NioServerSocketChannel绑定的ChannelPipeLine。init方法向p中添加了一个ChannelInitializer，我在上面提到，当ChannelPipeline调用其addFirst/addLast方法时，handlerAdded会被调用，从而initChannel方法会被调用（此处不会被直接调用，而是延迟调用，但最终总会被调用）。在initChannel方法中，用NioServerSocketChannel的eventLoop（线程）执行了任务：向该pipeline中添加ServerBootstrapAcceptor，而此对象也是一个handler，重写了channelRead方法：

public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) {
    final Channel child = (Channel) msg;
    child.pipeline().addLast(childHandler);
    ...
}

由此可以看到，当有Client连接到Server时，Client的channel会调用其绑定pipeline的addLast方法，添加childHandler，而childHandler在前面提到过，就是ServerBootStrap传入childHandler方法中的参数，而此handler（或者说initializer）通过ChannelHandlerContext获取到pipeline，调用其addLast方法添加了自定义的handler，此pipeline就是Client的channel绑定的pipeline，当addLast方法被调用时，自定义handler的handlerAdded被调用，所以我们可以通过重写该方法来对连接Server的Client进行注册