【Netty】对遇到过的channel\unsafe\config做个简单分类总结

前言/回顾

在之前的博客中，虽然有讲过NioServerSocketChannel，但这个channel其实就如当时博客的标题所说，是个服务端channel。那么既然有服务端channel，就必定会有客户端channel，否则服务端的存在就没有意义了。而这节就简单梳理一下他们的区别，如有缺漏，以后遇到会补上。

关于客户端channel，在前面的博客中并没有记录，在后面写Netty处理新连接的时候就会遇到，这里先记录下它们的核心区别，方便之后混乱时回查。

这里再提前说下，服务端channel和客户端channel的核心区别就在于它们各自的config类和unsafe类的实现，下面就会讲到。

Netty Version：4.1.6

类的关系图

在开始之前，我们不妨先看看它们类图之间的关系（下面类图经过一定简化）：

• NioServerSocketChannel即服务端channel，NioSocketChannel即客户端channel。
• 其它东西下面再解释。

从上面图中，就不难看出，它们除了本身的一些属性、方法等不是很重要的东西不同，它们的config、unsafe不同才是重点。下面我们从上至下开始分析。

AbstractChannel

在进入这个类之前，应该不难回忆起，我在前面在【服务端启动Netty时做了哪些事】这个章节的博客中，其实多多少少都遇到过。

下面截取代码中一些关键的属性：

    // 一些关键的属性，其余代码略
    private final Channel parent;
    private final ChannelId id;
    private final Unsafe unsafe;
    private final DefaultChannelPipeline pipeline;
    private volatile EventLoop eventLoop;

• 前四个属性，在创建服务端channel的那篇博客中就完成创建了，只是当时仅仅是对服务端channel，后来学习到客户端channel时，发现也是复用同一个构造函数。
• 关于EventLoop，在讲服务端注册selector的博客中就完成绑定了，后面讲客户端注册事件也会复用其中一段逻辑。
• 另外，前面讲过的channel/selector的注册、绑定、初始化等核心方法其实都出自于或经过这个类。
• 如果是服务端channel，这里的parent其实是null，因为它就表示parentChannel（客户端的parent就是服务端，服务端即null）。

AbstractNioChannel

同样截取一些关键的参数：

    private final SelectableChannel ch;
    protected final int readInterestOp;
    volatile SelectionKey selectionKey;

• SelectableChannel其实就是客户端channel。
• readInterestOp在创建服务端channel中就设置了OP_ACCEPT，而创建客户端channel则是OP_READ。
• 关于SelectionKey，我在[processSelectedKeys]的博客中提过它的数据结构，在注册selector中的doRegister方法完成构造初始化。
• 里面的doRegister方法是前面讲过的核心方法之一，负责绑定selector、channel、事件。它还有一个doBeginRead方法则是负责事件传播，在服务端启动时[绑定端口]后负责accept事件的传播，而在后面即将要讲的新连接接入则是负责传播read事件。

AbstractNioMessageChannel

这是服务端channel（NioServerSocketChannel）的抽象实现。

下面来看看其中一些方法：
io.netty.channel.nio.AbstractNioMessageChannel#newUnsafe

    @Override
    protected AbstractNioUnsafe newUnsafe() {
        return new NioMessageUnsafe();
    }

• 这个方法返回的是NioMessageUnsafe，NioMessageUnsafe是AbstractNioMessageChannel的一个内部类。

我们去看下NioMessageUnsafe：
基本属性

private final List<Object> readBuf = new ArrayList<Object>();

• 这个属性用于临时保存读取到的新连接（后面的博客会讲）。

另外，还需要关注它的read方法中的其中一段：

int localRead = doReadMessages(readBuf);

• 这段代码其实就是在accept，也就是读取新连接。

下面就会拿AbstractNioByteChannel与上面做对比。

AbstractNioByteChannel

首先找到newUnsafe方法：
io.netty.channel.nio.AbstractNioByteChannel#newUnsafe

    @Override
    protected AbstractNioUnsafe newUnsafe() {
        return new NioByteUnsafe();
    }

• 它与AbstractNioMessageChannel不一样，返回的是NioByteUnsafe，NioByteUnsafe是AbstractNioMessageChannel的内部类。

再找到NioByteUnsafe的read方法看到如下一段：
io.netty.channel.nio.AbstractNioByteChannel.NioByteUnsafe#read

allocHandle.lastBytesRead(doReadBytes(byteBuf));

• 这段代码说明这个read方法主要是在做数据流的读写，而不是AbstractNioMessageChannel的accept连接。

这里小结一下：

• 服务端channel和客户端channel的区别之一其实在于它们处理的东西不一样，服务端channel主要是处理新连接(accept)，客户端channel则主要是处理数据读写(ByteBuf)。对应各自的读写方法的实现（子类覆写的方法不再赘述，大致逻辑按照上面的思路想就对了）。

下面再来看看它们配置类的一些差别。

NioServerSocketChannelConfig

其实这个类在创建服务端channel是时也遇到过，但是当时并没有多说什么，现在一起来回忆一下几段代码：
io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel#NioServerSocketChannel(java.nio.channels.ServerSocketChannel)

    public NioServerSocketChannel(ServerSocketChannel channel) {
        super(null, channel, SelectionKey.OP_ACCEPT);
        config = new NioServerSocketChannelConfig(this, javaChannel().socket());
    }

继续追进构造函数，直到看见如下代码：
io.netty.channel.socket.DefaultServerSocketChannelConfig#DefaultServerSocketChannelConfig

    public DefaultServerSocketChannelConfig(ServerSocketChannel channel, ServerSocket javaSocket) {
        super(channel);
        if (javaSocket == null) {
            throw new NullPointerException("javaSocket");
        }
        this.javaSocket = javaSocket;
    }

• 之前的博客也说了上面这段代码其实就是在初始化负责初始化tcp连接的一些配置。但这只是服务端，到客户端配置就有点不一样了，下面就会看到。

不要忘了之前博客的Server.java设置了TCP_NODELAY。

NioSocketChannelConfig

客户端channel设置config的地方也与服务端channel相似，我们不妨在NioSocketChannel中找到如下方法：
io.netty.channel.socket.nio.NioSocketChannel#NioSocketChannel(io.netty.channel.Channel, java.nio.channels.SocketChannel)

    public NioSocketChannel(Channel parent, SocketChannel socket) {
        super(parent, socket);
        config = new NioSocketChannelConfig(this, socket.socket());
    }

• 这里的配置类就是NioSocketChannelConfig。

然后我们继续跟进NioSocketChannelConfig的构造方法，最终来到如下代码：
io.netty.channel.socket.DefaultSocketChannelConfig#DefaultSocketChannelConfig

    public DefaultSocketChannelConfig(SocketChannel channel, Socket javaSocket) {
        super(channel);
        if (javaSocket == null) {
            throw new NullPointerException("javaSocket");
        }
        this.javaSocket = javaSocket;

        // Enable TCP_NODELAY by default if possible.
        if (PlatformDependent.canEnableTcpNoDelayByDefault()) {
            try {
                setTcpNoDelay(true);
            } catch (Exception e) {
                // Ignore.
            }
        }
    }

• 可以看见，这个config就比服务端的config稍微多设置了一点东西，如setTcpNoDelay(true);
• setTcpNoDelay(true);其实就是关闭Nagle算法。
• 关闭Nagle算法的目的在于，让小数据包能更快的发送出去，从而降低与客户端数据传输的延迟。

以上暂时总结这么多，等后面博客讲netty处理新连接时，以上的知识就会用到。

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小结

• 服务端channel和客户端channel的区别之一其实在于它们处理的东西不一样，服务端channel主要是处理新连接(accept)，客户端channel则主要是处理数据读写(ByteBuf)。对应各自的读写方法的实现（子类覆写的方法不再赘述，大致逻辑按照上面的思路想就对了）。
• 服务端的config和客户端的config区别主要在于：客户端除了设置连接的基本属性之外，还会关闭tcp的Nagle算法，目的是让小数据包更快传输。
• 另外，如果你大概查看过unsafe的方法，就能明白：unsafe就是读写的核心之一。