详细图解 Netty Reactor 启动全流程 | 万字长文 | 多图预警 ...

本系列Netty源码解析文章基于 4.1.56.Final版本

大家第一眼看到这幅流程图，是不是脑瓜子嗡嗡的呢？

大家先不要惊慌，问题不大，本文笔者的目的就是要让大家清晰的理解这幅流程图，从而深刻的理解Netty Reactor的启动全流程，包括其中涉及到的各种代码设计实现细节。

在上篇文章《聊聊Netty那些事儿之Reactor在Netty中的实现(创建篇)》中我们详细介绍了Netty服务端核心引擎组件主从Reactor组模型 NioEventLoopGroup以及Reactor模型 NioEventLoop的创建过程。最终我们得到了netty Reactor模型的运行骨架如下：

现在Netty服务端程序的骨架是搭建好了，本文我们就基于这个骨架来深入剖析下Netty服务端的启动过程。
我们继续回到上篇文章提到的Netty服务端代码模板中，在创建完主从Reactor线程组:bossGroup，workerGroup后，接下来就开始配置Netty服务端的启动辅助类ServerBootstrap 了。

1. public final class EchoServer {
2.     static final int PORT = Integer.parseInt(System.getProperty("port", "8007"));
4.     public static void main(String[] args) throws Exception {
5.         // Configure the server.
6.         //创建主从Reactor线程组
7.         EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
8.         EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
9.         final EchoServerHandler serverHandler = new EchoServerHandler();
10.         try {
11.             ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
12.             b.group(bossGroup, workerGroup)//配置主从Reactor
13.              .channel(NioServerSocketChannel.class)//配置主Reactor中的channel类型
14.              .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 100)//设置主Reactor中channel的option选项
15.              .handler(new LoggingHandler(LogLevel.INFO))//设置主Reactor中Channel->pipline->handler
16.              .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {//设置从Reactor中注册channel的pipeline
17.                  @Override
18.                  public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
19.                      ChannelPipeline p = ch.pipeline();
20.                      //p.addLast(new LoggingHandler(LogLevel.INFO));
21.                      p.addLast(serverHandler);
22.                  }
23.              });
25.             // Start the server. 绑定端口启动服务，开始监听accept事件
26.             ChannelFuture f = b.bind(PORT).sync();
27.             // Wait until the server socket is closed.
28.             f.channel().closeFuture().sync();
29.         } finally {
30.             // Shut down all event loops to terminate all threads.
31.             bossGroup.shutdownGracefully();
32.             workerGroup.shutdownGracefully();
33.         }
34.     }
35. }

复制代码

在上篇文章中我们对代码模板中涉及到ServerBootstrap 的一些配置方法做了简单的介绍，大家如果忘记的话，可以在返回去回顾一下。
ServerBootstrap类其实没有什么特别的逻辑，主要是对Netty启动过程中需要用到的一些核心信息进行配置管理，比如：

• Netty的核心引擎组件主从Reactor线程组： bossGroup，workerGroup。通过ServerBootstrap#group方法配置。
  
• Netty服务端使用到的Channel类型：NioServerSocketChannel ,通过ServerBootstrap#channel方法配置。
  以及配置NioServerSocketChannel时用到的SocketOption。SocketOption用于设置底层JDK NIO Socket的一些选项。通过ServerBootstrap#option方法进行配置。
  

主ReactorGroup中的MainReactor管理的Channel类型为NioServerSocketChannel，如图所示主要用来监听端口，接收客户端连接，为客户端创建初始化NioSocketChannel，然后采用round-robin轮询的方式从图中从ReactorGroup中选择一个SubReactor与该客户端NioSocketChannel进行绑定。

从ReactorGroup中的SubReactor管理的Channel类型为NioSocketChannel，它是netty中定义客户端连接的一个模型，每个连接对应一个。如图所示SubReactor负责监听处理绑定在其上的所有NioSocketChannel上的IO事件。

• 保存服务端NioServerSocketChannel和客户端NioSocketChannel对应pipeline中指定的ChannelHandler。用于后续Channel向Reactor注册成功之后，初始化Channel里的pipeline。
  

不管是服务端用到的NioServerSocketChannel还是客户端用到的NioSocketChannel，每个Channel实例都会有一个Pipeline，Pipeline中有多个ChannelHandler用于编排处理对应Channel上感兴趣的IO事件。

ServerBootstrap结构中包含了netty服务端程序启动的所有配置信息，在我们介绍启动流程之前，先来看下ServerBootstrap的源码结构：
ServerBootstrap


ServerBootstrap的继承结构比较简单，继承层次的职责分工也比较明确。
ServerBootstrap主要负责对主从Reactor线程组相关的配置进行管理，其中带child前缀的配置方法是对从Reactor线程组的相关配置管理。从Reactor线程组中的Sub Reactor负责管理的客户端NioSocketChannel相关配置存储在ServerBootstrap结构中。
父类AbstractBootstrap则是主要负责对主Reactor线程组相关的配置进行管理，以及主Reactor线程组中的Main Reactor负责处理的服务端ServerSocketChannel相关的配置管理。
1. 配置主从Reactor线程组

1. ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
2. b.group(bossGroup, workerGroup)//配置主从Reactor

复制代码

1. public class ServerBootstrap extends AbstractBootstrap<ServerBootstrap, ServerChannel> {
3.      //Main Reactor线程组
4.     volatile EventLoopGroup group;
5.     //Sub Reactor线程组
6.     private volatile EventLoopGroup childGroup;
8.     public ServerBootstrap group(EventLoopGroup parentGroup, EventLoopGroup childGroup) {
9.         //父类管理主Reactor线程组
10.         super.group(parentGroup);
11.         if (this.childGroup != null) {
12.             throw new IllegalStateException("childGroup set already");
13.         }
14.         this.childGroup = ObjectUtil.checkNotNull(childGroup, "childGroup");
15.         return this;
16.     }
18. }

复制代码

2. 配置服务端ServerSocketChannel

1. ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
2. b.channel(NioServerSocketChannel.class);

复制代码

[code]public class ServerBootstrap extends AbstractBootstrap {    //用于创建ServerSocketChannel  ReflectiveChannelFactory    private volatile ChannelFactory, Object> options = new LinkedHashMap, Object> childOptions = new LinkedHashMap, Object>[] currentChildOptions;        synchronized (childOptions) {            currentChildOptions = childOptions.entrySet().toArray(EMPTY_OPTION_ARRAY);        }        final Entry