你好，我是yes。

上篇我們已經(jīng)了解了 Netty 的啟動(dòng)流程，還剩一個(gè) bind 方法沒(méi)有細(xì)講，這篇我們就著重的說(shuō)下 bind 方法，這個(gè)方法也是觸發(fā) Netty 真正啟動(dòng)的方法。

先打個(gè)預(yù)防針，源碼也不是那么簡(jiǎn)單的，有時(shí)候看著有點(diǎn)繞，如果你想面試的時(shí)候胸有成竹，還是得有點(diǎn)耐心的，如果中間沒(méi)看懂沒(méi)事，最后我有總結(jié)，看完總結(jié)之后應(yīng)該會(huì)清晰的。

對(duì)了，如果有條件的話，建議在電腦上看這篇文章，會(huì)更加舒適。

好了，開(kāi)局先來(lái)一張圖，bind 的核心操作就如下圖所示，下面長(zhǎng)篇的源碼分析也是為了說(shuō)清楚這個(gè)流程，所以什么類名，方法名都不重要，重要的是知曉整體流程：

注意，上圖的 Channel 指的是 ServerChannel。

bind 的很多方法都是異步執(zhí)行的，所以有些流程是主線程執(zhí)行，有些是 eventloop 執(zhí)行的，這個(gè)需要注意下，不然會(huì)感覺(jué)有點(diǎn)亂。

先看看這張圖大體有個(gè)印象，然后我們開(kāi)始盤(pán) bind 方法~

bind 流程

從 bind 方法進(jìn)入，實(shí)際上就會(huì)調(diào)用父類 AbstractBootstrap#doBind。

我們來(lái)簡(jiǎn)單的看下 doBind 這個(gè)方法，要點(diǎn)我都用文字標(biāo)明了：

可以看到，這個(gè)方法主要做了下面這四件事：

• 創(chuàng)建 channel
• 初始化 channel
• 綁定 channel 至 group 內(nèi)的某個(gè) eventLoop 上
• 綁定端口

下面我會(huì)逐一的分析。

創(chuàng)建 channel

先來(lái)看下 initAndRegister 方法。

從下面的源碼可以看到，這個(gè)方法主要就是創(chuàng)建一個(gè) Channel 對(duì)象，然后初始化 Channel，最后將它注冊(cè)到 eventLoop 上。

channelFactory.newChannel() 是利用反射得到一個(gè) Channel 對(duì)象。還記得我們構(gòu)建 ServerBootstrap 時(shí)候設(shè)置的 channel 類型嗎：.channel(NioServerSocketChannel.class)

通過(guò)傳入的這個(gè) class 就可以得到構(gòu)造器，然后調(diào)用 newInstance 即可得到一個(gè)對(duì)象。

這樣就創(chuàng)建了一個(gè) NioServerSocketChannel 對(duì)象。

通過(guò)繼承鏈，我們可以發(fā)現(xiàn) NioServerSocketChannel 會(huì)調(diào)用父類 AbstractChannel 的構(gòu)造器，而在這里就會(huì)創(chuàng)建三個(gè)重要的東西：

• id，channel 的標(biāo)識(shí)
• unsafe，用來(lái)操作底層數(shù)據(jù)讀寫(xiě)
• pipeline，handler的編排

所以，從這里可以得知，創(chuàng)建一個(gè) Channel 配套就會(huì)新建一個(gè) pipeline，即每個(gè) Channel 都有自己的 pipeline。

初始化 channel

創(chuàng)建完 Channel 的操作之后，緊接著就初始化 Channel ，即 init() 方法。

可以看到，初始化首先就是把之前在 ServerBootstrap 時(shí)配置的 option 和 attr 塞到已經(jīng)創(chuàng)建的 ServerSocketChannel 中，這個(gè)很好理解。

然后往 ServerSocketChannel 的 pipeline 中塞入一個(gè) ChannelInitializer。

那 ChannelInitializer 是個(gè)什么玩意?它其實(shí)是一個(gè)抽象類，且是一個(gè)入站的 handler。

不過(guò)它是一個(gè)特殊的 ChannelHandler ，從 ChannelInitializer 類的注釋就知道：

它的使命就是簡(jiǎn)化注冊(cè)完畢后的初始化操作，可以理解為是一個(gè)中轉(zhuǎn)的 handler，一個(gè)工具類。它在完成初始化動(dòng)作之后會(huì)從 pipeline 中被移除。

所以，利用 ChannelInitializer 將初始化邏輯封裝起來(lái)，當(dāng) channel 注冊(cè)到 eventLoop 中之后會(huì)觸發(fā)事件，然后就會(huì)調(diào)用 ChannelInitializer#initChannel 來(lái)執(zhí)行初始化，僅此而已。

我們可以看到，上面 initChannel 邏輯是先添加之前配置給 ServerSocketChannel 的 handler，在我們的 helloworld 示例中就是添加 LoggingHandler。

然后再異步添加一個(gè) ServerBootstrapAcceptor 這個(gè) handler，從名字來(lái)看，這個(gè) handler 主要是接收處理新連接。

小貼士：此時(shí)的 initChannel 邏輯還未執(zhí)行，是要等到后面事件觸發(fā)了才會(huì)執(zhí)行，且執(zhí)行的線程是 eventLoop 線程。

好了，看到這肯定有人會(huì)有疑問(wèn)，為什么 initChannel 里面要異步添加 ServerBootstrapAcceptor?

為什么要異步添加 ServerBootstrapAcceptor?不直接添加?

其實(shí)源碼注釋說(shuō)明的很清楚(上面為了清晰結(jié)構(gòu)，把注釋都刪了)

簡(jiǎn)單翻譯下，就是用戶可能會(huì)用 ChannelInitializer 來(lái)設(shè)置 ServerSocketChannel 的 handler ，注意是ServerSocketChannel 的 handler，不是那個(gè) childHandler 哈。

來(lái)看下示例代碼：

// 這樣是沒(méi)問(wèn)題的，不用異步添加 ServerBootstrapAcceptor 
 ServerBootstrap sb = new ServerBootstrap(); 
    sb.channel(...).group(...).childHandler(...).handler(ourHandler); 
     
//這樣的就需要異步添加 ServerBootstrapAcceptor 
ServerBootstrap sb = new ServerBootstrap(); 
sb.channel(...).group(...).childHandler(...).handler( 
    new ChannelInitializer<Channel>() { 
        @Override 
        protected void initChannel(Channel ch) throws Exception { 
            ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline(); 
            pipeline.addLast(ourHandler); 
        } 
    } 
); 

因?yàn)樵诶?ChannelInitializer 設(shè)置 handler 的情況下，initChannel(…)方法只會(huì)在該方法(init 內(nèi)添加ServerBootstrapAcceptor的方法)返回后被調(diào)用。

因此，需要確保以延遲的方式添加，使得用戶定義的 handler 都放在 ServerBootstrapAcceptor 前面。

簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是讓 ServerBootstrapAcceptor 成為 ServerSocketChannel 的 pipeline 中最后一個(gè) inboundHandler，這樣用戶定義的 handler 邏輯才會(huì)被調(diào)用到。

因?yàn)楫?dāng)事件傳遞到 ServerBootstrapAcceptor 過(guò)就不會(huì)再繼續(xù)通過(guò) pipeline 傳遞了，會(huì)將接待的子 channel 直接分配給 workerGroup了，如果用戶自定義的 handler 在 ServerBootstrapAcceptor 后面的話，里面的邏輯是不會(huì)被執(zhí)行的，等于白加。

不理解的可以多讀幾遍上面的話哈，有一點(diǎn)點(diǎn)小繞。

都說(shuō)到這了，那就來(lái)看看 ServerBootstrapAcceptor 的內(nèi)部邏輯吧。

ServerBootstrapAcceptor 的內(nèi)部邏輯

很簡(jiǎn)單，就是根據(jù) selector 得到新連接對(duì)應(yīng)的 channel(子channel)，然后為其配置之前(初始化ServerBootstrap時(shí))設(shè)置的 childhandler、childoption、childattr，緊接著從 workerGroup 中選擇一個(gè) eventLoop ，將 channel 注冊(cè)到這個(gè) eventLoop 上：

這樣，新建的子 channel 之后的所有事件(讀、寫(xiě)等 I/O 事件)，都由從 workerGroup 中選定的那個(gè) eventLoop 負(fù)責(zé)。

至此，我們講完了 init(channel) 的操作。

channel 注冊(cè)至 eventLoop

創(chuàng)建且初始化完 channel 之后，就需要把已經(jīng)準(zhǔn)備完畢的 channel 注冊(cè)到一個(gè) eventLoop 中。

即上面的ChannelFuture regFuture = config().group().register(channel);(從返回值可以得知這是一個(gè)異步執(zhí)行流程)

這個(gè)動(dòng)作就是從 bossGroup 中選一個(gè) EventLoop ，然后將 channel 注冊(cè)到選定的 EventLoop 上。

這個(gè) next() 實(shí)際就是調(diào)用我們之前提到的 chooser 來(lái)選擇一個(gè) eventLoop，最終會(huì)將此 eventLoop 傳遞到 AbstractUnsafe#register 中，執(zhí)行注冊(cè)邏輯，核心就在這個(gè) register0 方法。

可以看到，無(wú)論如何都是由 eventLoop 線程來(lái)執(zhí)行 register0 操作(所以對(duì)主線程而言，這是異步的)。

我們來(lái)看下 register0 都做了什么事：

• 調(diào)用底層接口，將 channel 注冊(cè)到 selector 上
• 觸發(fā)之前配置的 ChannelInitializer#initChannel
• 異步添加綁定端口的任務(wù)到 eventLoop 中
• 觸發(fā) Registered 事件，使之在 pipeline 上傳遞

我們先看第一步 doRegister，看看具體是怎么注冊(cè) Channel 至 Selector 上的。

因?yàn)槲覀兌贾?ServerSocketChannel 是 Netty 定義的類，和 JDK 沒(méi)任何關(guān)系，那如何與 JDK 的類適配呢?到底是如何注冊(cè)到 JDK 的 Selector 上的呢?

看到我圈起來(lái)的地方?jīng)]，實(shí)際會(huì)把之前創(chuàng)建的 JDK 的 Channel 注冊(cè)到 Selector 上，而 Netty 的 Channel 會(huì)作為一個(gè) attachment 綁定到 JDK 的 Channel 上。

這樣一來(lái)，每次 Selector 的時(shí)候，如對(duì)應(yīng)的 JDK Channel 有事件發(fā)生，則 Netty 都可以從返回的 JDK Channel 的 attachment 中獲取自己的 Channel，然后觸發(fā)后續(xù)的邏輯，這招叫移花接木。

然后再來(lái)看第二步 pipeline.invokeHandlerAddedIfNeeded()。

此時(shí)才會(huì)調(diào)用 ChannelInitializer#initChannel 來(lái)添加 handler，且異步提交了一個(gè)添加 ServerBootstrapAcceptor 的任務(wù)，隨后將 ChannelInitializer 從 pipeline 中移除。

緊接著就是觸發(fā) Registered 事件，這個(gè)事件會(huì)隨著 pipeline 傳播至所有 handler，只要是入站的 handler，且實(shí)現(xiàn)了下面這個(gè)方法就會(huì)被調(diào)用，所以如果你想在注冊(cè)完畢之后做一些邏輯處理，那么就可以創(chuàng)建一個(gè) handler 且實(shí)現(xiàn) channelRegistered 方法。

好了，至此我們終于把 Channel 的創(chuàng)建、初始化、注冊(cè)給說(shuō)完了，后面就是綁定的端口的操作了。

綁定端口

綁定端口主要有兩個(gè)事情需要關(guān)注下，一個(gè)是調(diào)用底層 JDK 綁定端口的實(shí)現(xiàn)，二是綁定完之后觸發(fā) active 事件，表明 channel 一切都已就緒。

底層 JDK Channel 的 bind 方法，我就不說(shuō)了，這個(gè)觸發(fā) active 事件比較關(guān)鍵，最終會(huì)觸發(fā) AbstractNioChannel#doBeginRead，注冊(cè) accept 事件，這樣 ServerSocketChannel 感興趣事件也注冊(cè)完畢，可以干活了!

好了，現(xiàn)在我們?cè)賮?lái)看下這張圖，來(lái)對(duì)整體的過(guò)程捋一捋，至于上面的那些代碼理不清沒(méi)事，你只要看懂下面這種圖，知曉大體的流程就夠了：

現(xiàn)在看這張圖是不是有不一樣的感覺(jué)?其實(shí)Netty 服務(wù)端的啟動(dòng)流程也就這么回事兒，我再用語(yǔ)言組織一下：

• 創(chuàng)建 ServerSocketChannel(配套指定一個(gè)ID、底層操作 unsafe對(duì)象、pipeline)
• 將配置的option、attr設(shè)置在創(chuàng)建的 ServerSocketChannel 上
• 添加一個(gè) ChannelInitializer 至 ServerSocketChannel 的 pipeline 中
• 從 bossGroup 中選擇一個(gè) eventLoop，將 ServerSocketChannel 與之綁定，且之后生命周期內(nèi)的操作都由這個(gè) eventLoop 執(zhí)行
• 觸發(fā)第三步添加的 ChannelInitializer 的 initChannel 方法，將用戶配置的 handler 添加到 ServerSocketChannel 的 pipeline 中，且由于需要保證框架內(nèi)置的 ServerBootstrapAcceptor 這個(gè) handler 處于 inboundhandler 的最后一個(gè)，因此是異步添加。
• 觸發(fā) registered 事件，使之在 pipeline 上傳播
• 調(diào)用 JDK 底層方法，綁定端口
• 觸發(fā) active 事件，注冊(cè) ServerSocketChannel 感興趣的事件(OP_ACCEPT)，用于接收新連接
• over

最后

好了，我相信通過(guò)最后一張圖和最后一段話，你應(yīng)該大致了解了整個(gè) Netty 的啟動(dòng)流程。

如果不明白的話再看看圖，最后是在電腦上看哈，看著代碼應(yīng)該不難理解的，重點(diǎn)就是分清上面的 Channel 指的是 Server 端的 Channel，然后主線程和 eventLoop 線程的執(zhí)行邏輯，有條件的建議自己打斷點(diǎn)試試。

下篇我們將談?wù)?Netty 的 Reactor 模型，這玩意面試被問(wèn)的幾率好像挺大，如果你還不清楚，沒(méi)事，下篇我們慢慢盤(pán)!

我是 yes，從一點(diǎn)點(diǎn)到億點(diǎn)點(diǎn)，我們下篇見(jiàn)~