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源码分析Dubbo网络通信篇NettyServer、HeaderExchangeServer

由 醉酒当歌 提交于 2020-03-22 22:31:27

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本文主要分析一下NettyServer，HeaderExchangeServer实现细节。

1、NettyServer

NettyServer整个类图如下：

首先从全貌上大概看一下NettyServer对象所持有的属性：
  • AbstractPeer
    1. private final ChannelHandler handler 事件处理Handler。
    2. private volatile URL url 该协议的第一个服务提供者的URL， Server只需要用到 URL中的参数，与具体某一个服务没什么关系。
  • AbstractEndpoint
    1. private Codec2 codec 编码解码器。
    2. private int timeout 超时时间
    3. private int connectTimeout 连接超时时间
  • AbstractServer
    1. private InetSocketAddress localAddress ：url host:port地址。
    2. private InetSocketAddress bindAddress：如果是多网卡，并且指定了 bind.ip、bind.port，如果为空，与localAddress相同。
    3. private int accepts ： AbstractServer#accepts未使用到。
    4. private int idleTimeout = 600; AbstractServer#accepts未使用到。
  • NettyServer
    1. private Map< String, Channel> channels：< ip:port, channel> 所有通道。
    2. private ServerBootstrap bootstrap ： netty 服务端启动器。
    3. private io.netty.channel.Channel channel：服务端监听通道。
    4. private EventLoopGroup bossGroup;Netty boss线程组（负责连接事件）
    5. private EventLoopGroup workerGroup ： nety work线程组（负责IO事件）

1.1 NettyServer 构造方法

public NettyServer(URL url, ChannelHandler handler) throws RemotingException {
        super(url, ChannelHandlers.wrap(handler, ExecutorUtil.setThreadName(url, SERVER_THREAD_POOL_NAME)));
}

直接调用父类的public AbstractServer(URL url, ChannelHandler handler)方法，从前面的文章中得知， ChannelHandlers.wrap方法会对ChannelHandler handler进行封装，主要是加入事件分发模式(Dispatch)。

1.1.1 AbstractServer构造方法
public AbstractServer(URL url, ChannelHandler handler) throws RemotingException {
        super(url, handler);       // @1
        localAddress = getUrl().toInetSocketAddress();   // @2

        String bindIp = getUrl().getParameter(Constants.BIND_IP_KEY, getUrl().getHost());
        int bindPort = getUrl().getParameter(Constants.BIND_PORT_KEY, getUrl().getPort());
        if (url.getParameter(Constants.ANYHOST_KEY, false) || NetUtils.isInvalidLocalHost(bindIp)) {
            bindIp = NetUtils.ANYHOST;
        }
        bindAddress = new InetSocketAddress(bindIp, bindPort);   // @3
        this.accepts = url.getParameter(Constants.ACCEPTS_KEY, Constants.DEFAULT_ACCEPTS);  
        this.idleTimeout = url.getParameter(Constants.IDLE_TIMEOUT_KEY, Constants.DEFAULT_IDLE_TIMEOUT); // @4
        try {
            doOpen();   // @5
            if (logger.isInfoEnabled()) {
                logger.info("Start " + getClass().getSimpleName() + " bind " + getBindAddress() + ", export " + getLocalAddress());
            }
        } catch (Throwable t) {
            throw new RemotingException(url.toInetSocketAddress(), null, "Failed to bind " + getClass().getSimpleName()
                    + " on " + getLocalAddress() + ", cause: " + t.getMessage(), t);
        }
        //fixme replace this with better method
        DataStore dataStore = ExtensionLoader.getExtensionLoader(DataStore.class).getDefaultExtension();
        executor = (ExecutorService) dataStore.get(Constants.EXECUTOR_SERVICE_COMPONENT_KEY, Integer.toString(url.getPort()));
    }

代码@1：调用父类的构造方法，主要初始化AbstractPeer（channelHandler、url）和AbstractEndpoint（codec2、timeout、idleTimeout ）

代码@2：根据URL中的host与端口，创建localAddress。

代码@3：如果配置了< dubbo:parameter key = "bind.ip" value = ""/> 与 < dubbo:parameter key = "bind.port" />，则用该IP与端口创建bindAddress，通常用于多网卡，如果未配置，bindAddress与 localAddress绑定的IP与端口一样。

代码@4：初始化accepts与idleTimeout ,这两个参数未被其他地方使用。

代码@5，调用doOpen方法，正式在相应端口建立网络监听。

1.2、源码分析NettyServer#doOpen

protected void doOpen() throws Throwable {
        NettyHelper.setNettyLoggerFactory();
        bootstrap = new ServerBootstrap();       // @1
        bossGroup = new NioEventLoopGroup(1, new DefaultThreadFactory("NettyServerBoss", true));    // @2
        workerGroup = new NioEventLoopGroup(getUrl().getPositiveParameter(Constants.IO_THREADS_KEY, Constants.DEFAULT_IO_THREADS),
                new DefaultThreadFactory("NettyServerWorker", true));    // @3
        final NettyServerHandler nettyServerHandler = new NettyServerHandler(getUrl(), this);   // @4
        channels = nettyServerHandler.getChannels();
        bootstrap.group(bossGroup, workerGroup)                                                                        // @5
                .channel(NioServerSocketChannel.class)
                .childOption(ChannelOption.TCP_NODELAY, Boolean.TRUE)
                .childOption(ChannelOption.SO_REUSEADDR, Boolean.TRUE)
                .childOption(ChannelOption.ALLOCATOR, PooledByteBufAllocator.DEFAULT)
                .childHandler(new ChannelInitializer<niosocketchannel>() {
                    @Override
                    protected void initChannel(NioSocketChannel ch) throws Exception {
                        NettyCodecAdapter adapter = new NettyCodecAdapter(getCodec(), getUrl(), NettyServer.this);
                        ch.pipeline()//.addLast("logging",new LoggingHandler(LogLevel.INFO))//for debug                       
                                .addLast("decoder", adapter.getDecoder())   
                                .addLast("encoder", adapter.getEncoder())
                                .addLast("handler", nettyServerHandler);
                    }
                });
        // bind
        ChannelFuture channelFuture = bootstrap.bind(getBindAddress());     // @6
        channelFuture.syncUninterruptibly();
        channel = channelFuture.channel();
    }

代码@1：创建Netty服务端启动帮助类ServerBootstrap.

代码@2：创建服务端Boss线程，线程名：.NettyServerBoss，主要负责客户端的连接事件，主从多Reactor线程模型中的主线程（连接事件）。

代码@3：创建服务端Work线程组，线程名：NettyServerWorker-序号，线程个数取自参数：iothreads，默认为(CPU核数+1)与32取小值，顾名思义，IO线程数，主要处理读写事件，编码、解码都在IO线程中完成。

代码@4：创建用户Handler,这里是NettyServerHandler。 代码@5：Netty启动的常规写法，关注如下内容：

 addLast("decoder", adapter.getDecoder())  : 添加解码器
 addLast("encoder", adapter.getEncoder()) ：添加编码器
 addLast("handler", nettyServerHandler) ：添加业务Handler。

这里简单介绍一下流程：

  1. 客户端建立与服务端连接，此时Boss线程的连接事件触发，建立TCP连接，并向IO线程注册该通道(Channel0)的读事件。
  2. 当客户端向服务端发送请求消息后，IO线程中的读事件触发，会首先调用adapter.getDecoder() 根据对应的请求协议（例如dubbo）从二进制流中解码出一个完整的请求对象，然后传入到业务handler,例如nettyServerHandler，执行相应的事件方法，例如recive方法。
  3. 当服务端向Channel写入响应结果时，首先编码器会按照协议编码成二进制流，供客户端解码。

如果对Netty想深入学习的话，请移步到作者的《源码分析Netty系列》

2、HeaderExchangeServer

根据 Dubbo 服务端初始化流程，我们可知，Dubbo 为了封装各种不同的网络实现客户端（netty、mina）等，引入了 Exchangers 层，存在 ExchangeServer，其实现 Server 并内部持有具体的 Server 实现端，例如 NettyServer。

接下来，我们重点来关注一下 HeaderExchangeServer. 核心属性如下：

  • ScheduledExecutorService scheduled：心跳线程数，线程名称前缀，dubbo-remoting-server-heartbeat-thread-序号
  • private final Server server：具体的Server实现类，例如NettyServer。
  • private ScheduledFuture< ?> heartbeatTimer：心跳调度Future，可以通过future取消心跳等动作。
  • private int heartbeat：心跳间隔时间
  • private int heartbeatTimeout：心跳超时时间，至少为heartbeat的两倍

2.1 构造函数

public HeaderExchangeServer(Server server) {
        if (server == null) {
            throw new IllegalArgumentException("server == null");
        }
        this.server = server;
        this.heartbeat = server.getUrl().getParameter(Constants.HEARTBEAT_KEY, 0);
        this.heartbeatTimeout = server.getUrl().getParameter(Constants.HEARTBEAT_TIMEOUT_KEY, heartbeat * 3);
        if (heartbeatTimeout &lt; heartbeat * 2) {
            throw new IllegalStateException("heartbeatTimeout &lt; heartbeatInterval * 2");
        }
        startHeartbeatTimer();
    }

说明，主要是通过heartbeat参数设置心跳间隔，如果不配置，则不启动心跳检测。从上面看来HeaderExchangeServer内部持有Server,并封装了心跳的功能，在这里就不细细分析了。

>作者介绍：丁威，《RocketMQ技术内幕》作者，RocketMQ 社区优秀布道师、CSDN2019博客之星TOP10,维护公众号：中间件兴趣圈目前已陆续发表源码分析Java集合、Java 并发包(JUC)、Netty、Mycat、Dubbo、RocketMQ、Mybatis等源码专栏。可以点击链接加入中间件知识星球 ，一起探讨高并发、分布式服务架构，交流源码。

</niosocketchannel>
标签
Netty
Dubbo
bind
heartbeat
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