【Netty系列_4】源码分析之NioEventLoopGroup&NioEventLoop的创建NioEventLoo

前言

NioEventLoopGroup和NioEventLoop是Netty中很很基础的组件，而NioEventLoop的工作机制，将是我们学习Netty的重要一步!也是最基础的一步。深入了解其机制，有利于我们在出现问题时候快速做出判断。同时也能体会其设计哲学。

本质上NioEventLoopGroup可以简单理解为线程池 ，而NioEventLoop是线程池中的个体（他本质上也是个线程池 只不过是单线程的线程池）

NioEventLoopGroup & NioEventLoop的创建

说起NioEventLoopGroup的创建，可能大家也都不陌生了，在我们使用Netty时，是必须要写这么一段代码的，即

NioEventLoopGroup boosGroup = new NioEventLoopGroup();NioEventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();

接下来，我们就一步一步看看是如何创建的NioEventLoopGroup和NioEventLoop的

在NioEventLoopGroup类中按顺序依次调用构造方法，如下:

public NioEventLoopGroup() {    this(0);}public NioEventLoopGroup(int nThreads) {    this(nThreads, (Executor)null);}public NioEventLoopGroup(int nThreads, Executor executor) {    this(nThreads, executor, SelectorProvider.provider());}public NioEventLoopGroup(int nThreads, Executor executor, SelectorProvider selectorProvider) {    this(nThreads, executor, selectorProvider, DefaultSelectStrategyFactory.INSTANCE);}public NioEventLoopGroup(int nThreads, Executor executor, SelectorProvider selectorProvider, SelectStrategyFactory selectStrategyFactory) {    super(nThreads, executor, new Object[]{selectorProvider, selectStrategyFactory, RejectedExecutionHandlers.reject()});}

可以看到在上边的几个构造中，会初始化 selector 工厂，以及默认选择策略，默认线程池拒绝策略.

调用父类(MultithreadEventLoopGroup抽象类)的构造方法

protected MultithreadEventLoopGroup(int nThreads, Executor executor, Object... args) {    super(nThreads == 0 ? DEFAULT_EVENT_LOOP_THREADS : nThreads, executor, args);}

从这可以得知， NioEventLoopGroup默认的线程数量是cpu核数的两倍

设置默认的选择策略，(用来实现从线程池中选择一个线程)，暂时我们知道有这么个东西就行

protected MultithreadEventExecutorGroup(int nThreads, Executor executor, Object... args) {    this(nThreads, executor, DefaultEventExecutorChooserFactory.INSTANCE, args);}

接下来，就是比较重要的一个构造方法了,我们通过注释以及debug的方式，来看下这个方法干了什么

protected MultithreadEventExecutorGroup(int nThreads, Executor executor, EventExecutorChooserFactory chooserFactory, Object... args) {    this.terminatedChildren = new AtomicInteger();    this.terminationFuture = new DefaultPromise(GlobalEventExecutor.INSTANCE);    if (nThreads <= 0) {        throw new IllegalArgumentException(String.format("nThreads: %d (expected: > 0)", nThreads));    } else {        if (executor == null) {            //step1: 创建线程工厂，设置线程工厂的一些基本参数            executor = new ThreadPerTaskExecutor(this.newDefaultThreadFactory());        }        //创建一个cpu*2长度的线程(EventExecutor)数组        this.children = new EventExecutor[nThreads];        int j;        //下面这个 for 循环将实例化 children 数组中的每一个元素        for(int i = 0; i < nThreads; ++i) {            boolean success = false;            boolean var18 = false;            try {                var18 = true;                //step2: 创建NioEventLoop实例，注意此处NioEventLoop **中** 的线程实例是没有创建以及启动的                this.children[i] = this.newChild((Executor)executor, args);                success = true;                var18 = false;            } catch (Exception var19) {                throw new IllegalStateException("failed to create a child event loop", var19);            } finally {                //关闭资源                if (var18) {                    if (!success) {                        int j;                        for(j = 0; j < i; ++j) {                            this.children[j].shutdownGracefully();                        }                        for(j = 0; j < i; ++j) {                            EventExecutor e = this.children[j];                            try {                                while(!e.isTerminated()) {                                    e.awaitTermination(2147483647L, TimeUnit.SECONDS);                                }                            } catch (InterruptedException var20) {                                Thread.currentThread().interrupt();                                break;                            }                        }                    }                }            }            //关闭资源            if (!success) {                for(j = 0; j < i; ++j) {                    this.children[j].shutdownGracefully();                }                for(j = 0; j < i; ++j) {                    EventExecutor e = this.children[j];                    try {                        while(!e.isTerminated()) {                            e.awaitTermination(2147483647L, TimeUnit.SECONDS);                        }                    } catch (InterruptedException var22) {                        Thread.currentThread().interrupt();                        break;                    }                }            }        }        //step3:创建成功 通过之前设置的 chooserFactory 来实例化 Chooser        this.chooser = chooserFactory.newChooser(this.children);        //step4:注册销毁监听器        FutureListener<Object> terminationListener = new FutureListener<Object>() {            public void operationComplete(Future<Object> future) throws Exception {                if (MultithreadEventExecutorGroup.this.terminatedChildren.incrementAndGet() == MultithreadEventExecutorGroup.this.children.length) {                    MultithreadEventExecutorGroup.this.terminationFuture.setSuccess((Object)null);                }            }        };        EventExecutor[] arr$ = this.children;        j = arr$.length;        for(int i$ = 0; i$ < j; ++i$) {            EventExecutor e = arr$[i$];            e.terminationFuture().addListener(terminationListener);        }        //step5:设置不可变集合 赋值给readonlyChildren变量        Set<EventExecutor> childrenSet = new LinkedHashSet(this.children.length);        Collections.addAll(childrenSet, this.children);        this.readonlyChildren = Collections.unmodifiableSet(childrenSet);    }}

下边我们分析一下 上边的这个方法(仅对重要步骤做分析，不重要的略过)

step1 创建线程工厂

进入该方法内部后，先进行校验，然后判断executor是否为null,这里我们debug知道当前确实是null，随后进入该if创建ThreadPerTaskExecutor实例， 

而主要工作都是在this.newDefaultThreadFactory()这一步执行的，如下:  在将ThreadFactor创建完成后 传给ThreadPerTaskExecutor类的threadFactor变量保存起来，用于后续的使用（剧透：此实例有个很重要的作用，即创建并开启NioEventLoop 中 的线程）。

step2 创建实例(NioEventLoop)

在分析创建NioEventLoop之前，我们先看下NioEventLoop的继承关系 

接下来我们看下是如何创建NioEventLoop实例的

NioEventLoop(NioEventLoopGroup parent, Executor executor, SelectorProvider selectorProvider, SelectStrategy strategy, RejectedExecutionHandler rejectedExecutionHandler) {    //调用父类SingleThreadEventLoop 的构造    super(parent, executor, false, DEFAULT_MAX_PENDING_TASKS, rejectedExecutionHandler);    if (selectorProvider == null) {        throw new NullPointerException("selectorProvider");    } else if (strategy == null) {        throw new NullPointerException("selectStrategy");    } else {        //它由 NioEventLoopGroup 传进来，一个线程池有一个 selectorProvider，用于创建 Selector 实例        this.provider = selectorProvider;        //通过反射方式创建selector选择器 从这看出，每一个NioEventLoop实例 都会有一个选择器与之对应哦！        this.selector = this.openSelector();        this.selectStrategy = strategy;    }}

protected SingleThreadEventLoop(EventLoopGroup parent, Executor executor, boolean addTaskWakesUp, int maxPendingTasks, RejectedExecutionHandler rejectedExecutionHandler) {    super(parent, executor, addTaskWakesUp, maxPendingTasks, rejectedExecutionHandler);    this.tailTasks = this.newTaskQueue(maxPendingTasks);}

protected SingleThreadEventExecutor(EventExecutorGroup parent, Executor executor, boolean addTaskWakesUp, int maxPendingTasks, RejectedExecutionHandler rejectedHandler) {    //将之前创建的线程池实例赋值给某个NioEventLoop实例中的变量 parent（父类`AbstractEventExecutor`的属性）    super(parent);    this.threadLock = new Semaphore(0);    this.shutdownHooks = new LinkedHashSet();    this.state = 1;    this.terminationFuture = new DefaultPromise(GlobalEventExecutor.INSTANCE);    this.addTaskWakesUp = addTaskWakesUp;    this.maxPendingTasks = Math.max(16, maxPendingTasks);    //给exector赋值 ThreadPerTaskExecutor的实例，他用来启动 NioEventLoop 中的线程，注意是NioEventLoop **中** 的线程    this.executor = (Executor)ObjectUtil.checkNotNull(executor, "executor");    //设置NioEventLoop中的任务队列 这个是很重要的一个组件，runAllTask就是从该队列中取的task。    this.taskQueue = this.newTaskQueue(this.maxPendingTasks);    //taskQueue 的默认容量是 16，所以，如果 submit 的任务堆积了到了 16，    //再往里面提交任务会触发 rejectedExecutionHandler 的执行策略。从这里我们得知，    //其实NioEventLoop也可以算是个线程池只不过他的线程数只有一个    this.rejectedExecutionHandler = (RejectedExecutionHandler)ObjectUtil.checkNotNull(rejectedHandler, "rejectedHandler");}

注意:这个知识点比较重要这里说明下

当我们要提交一个任务给NioEventLoop时候，任务就会被放到 taskQueue 中，等NioEventLoop的run方法来轮询（通过for;;）。该队列是线程安全的 LinkedBlockingQueue，默认容量为 16。

ok基本的参数初始化完成之后，我们看下NioventLoop中重要的selector是怎么创建的

DISABLE_KEYSET_OPTIMIZATION默认是false 即使用优化的方式创建selector

newChild方法小结:

•  executor、selectStrategy 和 rejectedExecutionHandler 从 NioEventLoopGroup 中一路传到了 NioEventLoop 中 

•  NioEventLoop创建粗略分为两步，第一是通过父类的构造赋值以及初始化一些基本属性，比如taskQueue ， rejectedExecutionHandler，executor等等，第二是通过openSelector方法创建 选择器 并赋值 

•  在 Netty 中，NioEventLoopGroup 代表线程池，NioEventLoop 就是池中的个体，而在NioEventLoop中还有一个真正工作的线程 这个我们后续分析时候会说到。 

•  每个 NioEventLoop 都有自己的 Selector 

ok到此 NioEventLoop实例就创建成功了哦！ 我们debug看下 NioEventLoop 创建完成后里边的内容

可以看到很多熟悉的面孔比如selector选择器， selectedKeys ,还有ThreadPreTaskExector ，拒绝策略，以及parent（从这里我们可以得知 其实某个NioEventLoop和NioEventLoopGroup页是父子关系 说实话这个设计多少让我有点感觉奇怪！）另外就是thread属性，图中高亮的，他是NioEventLoop中真正工作的线程，在后续的章节中我们将会重点分析NioEventLoop的工作机制!!!

剩下的不重要流程

//step3:创建成功 通过之前设置的 chooserFactory 来实例化 Chooser 

//step4:注册销毁监听器 

//step5:设置不可变集合 赋值给readonlyChildren变量

这几个步骤不是重点，我们暂时不做过多分析了

ok到此 NioEventLoopGrroup实例就创建成功了！ 接下来将进行ServerBootstrap的装配工作

如下：

总结

其实对于NioEventLoopGroup和NioEventLoop的实例化是很简单的东西，但是为了为后续的NioEventLoop分析打下基础，我们还是用一篇文章来介绍他。在后续的文章中，我们将对 Netty中的重要人物：NioEventLoop 的工作机制或者说流程，做重点分析!!!