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Dubbo

精尽 Dubbo 源码分析 —— NIO 服务器（七）之 Netty3 实现

本文基于 Dubbo 2.6.1 版本，望知悉。

1. 概述

本文接 《精尽 Dubbo 源码分析 —— NIO 服务器（六）之 Netty4 实现》 一文，分享在 dubbo-remoting-netty 中，Netty3 如何接入实现。

因为 Netty3 的接入代码，和 Netty4 基本是一致，主要是一些 Netty 不同版本的 API 差异，所以本文，会相对简介，只重点分享一些差异的地方。

涉及如下类：

类图

友情提示：在当前版本，默认情况下，使用 Netty3 ，如果想配置成 Netty4 ，请参考文档：《Dubbo 用户指南 —— Netty4》

2. NettyTransporter

com.alibaba.dubbo.remoting.transport.netty.NettyTransporter ，和 dubbo-remoting-netty4 一致，省略。

3. NettyChannel

com.alibaba.dubbo.remoting.transport.netty.NettyChannel ，和 dubbo-remoting-netty4 一致，省略。

4. NettyHandler

com.alibaba.dubbo.remoting.transport.netty.NettyHandler ，实现 io.netty.channel.ChannelDuplexHandler 类，NettyServer 和 NettyClient 的处理器，统一使用。这一点，不同于 dubbo-remoting-netty4 ，服务端和服务器使用不同的两个处理器。相比来说，dubbo-remoting-netty4 控制更精细，影响不大。

当然也有一个原因，Dubbo ChannelHandler 基于 Netty3 的 SimpleChannelHandler 为设计原型。因此，在 dubbo-remoting-netty4 中，需要将 DubboHandler 的方法，适配到 Netty4 的 ChannelDuplexHandler 的方法。

NettyHandler 和 HeaderExchangeHandler 类似。

构造方法

@Sharable
public class NettyHandler extends SimpleChannelHandler {

    /**
     * Dubbo Channel 集合
     */
    private final Map<String, Channel> channels = new ConcurrentHashMap<String, Channel>(); // <ip:port, channel>
    /**
     * URL
     */
    private final URL url;
    /**
     * Dubbo ChannelHandler
     */
    private final ChannelHandler handler;

    public NettyHandler(URL url, ChannelHandler handler) {
        if (url == null) {
            throw new IllegalArgumentException("url == null");
        }
        if (handler == null) {
            throw new IllegalArgumentException("handler == null");
        }
        this.url = url;
        this.handler = handler;
    }
    
    // ... 省略实现方法
}

实现方法

每个实现的方法，调用 handler 对应的方法。以 #channelActive(ChannelHandlerContext) 方法举例子，代码如下：

@Override
public void channelConnected(ChannelHandlerContext ctx, ChannelStateEvent e) throws Exception {
    // 创建 NettyChannel 对象
    NettyChannel channel = NettyChannel.getOrAddChannel(ctx.getChannel(), url, handler);
    try {
        // 添加到 `channels` 中
        if (channel != null) {
            channels.put(NetUtils.toAddressString((InetSocketAddress) ctx.getChannel().getRemoteAddress()), channel);
        }
        // 提交给 `handler` 处理器。
        handler.connected(channel);
    } finally {
        // 移除 NettyChannel 对象，若已断开
        NettyChannel.removeChannelIfDisconnected(ctx.getChannel());
    }
}

🙂 其他方法，胖友自己查看。

5. NettyServer

com.alibaba.dubbo.remoting.transport.netty.NettyServer ，实现 Server 接口，继承 AbstractServer 抽象类，Netty 服务器实现类。

构造方法

/**
 * 通道集合
 */
private Map<String, Channel> channels; // <ip:port, channel>

private ServerBootstrap bootstrap;

private org.jboss.netty.channel.Channel channel;

public NettyServer(URL url, ChannelHandler handler) throws RemotingException {
    super(url, ChannelHandlers.wrap(handler, ExecutorUtil.setThreadName(url, SERVER_THREAD_POOL_NAME)));
}
  • 和 dubbo-remoting-netty4 基本一致。

启动服务器

 1: @Override
 2: protected void doOpen() {
 3:     // 设置日志工厂
 4:     NettyHelper.setNettyLoggerFactory();
 5: 
 6:     // 创建线程池
 7:     ExecutorService boss = Executors.newCachedThreadPool(new NamedThreadFactory("NettyServerBoss", true));
 8:     ExecutorService worker = Executors.newCachedThreadPool(new NamedThreadFactory("NettyServerWorker", true));
 9: 
10:     // 创建 ChannelFactory 对象
11:     ChannelFactory channelFactory = new NioServerSocketChannelFactory(boss, worker, getUrl().getPositiveParameter(Constants.IO_THREADS_KEY, Constants.DEFAULT_IO_THREADS));
12:     // 实例化 ServerBootstrap
13:     bootstrap = new ServerBootstrap(channelFactory);
14: 
15:     // 创建 NettyHandler 对象
16:     final NettyHandler nettyHandler = new NettyHandler(getUrl(), this);
17:     // 设置 `channels` 属性
18:     channels = nettyHandler.getChannels();
19:     // https://issues.jboss.org/browse/NETTY-365
20:     // https://issues.jboss.org/browse/NETTY-379
21:     // final Timer timer = new HashedWheelTimer(new NamedThreadFactory("NettyIdleTimer", true));
22:     bootstrap.setPipelineFactory(new ChannelPipelineFactory() {
23:         @Override
24:         public ChannelPipeline getPipeline() {
25:             // 创建 NettyCodecAdapter 对象
26:             NettyCodecAdapter adapter = new NettyCodecAdapter(getCodec(), getUrl(), NettyServer.this);
27:             ChannelPipeline pipeline = Channels.pipeline();
28:             /*int idleTimeout = getIdleTimeout();
29:             if (idleTimeout > 10000) {
30:                 pipeline.addLast("timer", new IdleStateHandler(timer, idleTimeout / 1000, 0, 0));
31:             }*/
32:             pipeline.addLast("decoder", adapter.getDecoder()); // 解码
33:             pipeline.addLast("encoder", adapter.getEncoder()); // 解码
34:             pipeline.addLast("handler", nettyHandler); // 处理器
35:             return pipeline;
36:         }
37:     });
38:     // 服务器绑定端口监听
39:     // bind
40:     channel = bootstrap.bind(getBindAddress());
41: }
  • 和 dubbo-remoting-netty4 基本一致，下面只说一些差异的地方。
  • 第 6 至 8 行：创建线程池，不同于 dubbo-remoting-netty4 中，创建线程组 NioEventLoopGroup 。
  • 第 11 行：基于 boss worker ，创建 ChannelFactory 对象。
  • 并未设置 ServerBootstrap 的可选项。

关闭服务器

 1: @Override
 2: protected void doClose() {
 3:     // 关闭服务器通道
 4:     try {
 5:         if (channel != null) {
 6:             // unbind.
 7:             channel.close();
 8:         }
 9:     } catch (Throwable e) {
10:         logger.warn(e.getMessage(), e);
11:     }
12:     // 关闭连接到服务器的客户端通道
13:     try {
14:         Collection<com.alibaba.dubbo.remoting.Channel> channels = getChannels();
15:         if (channels != null && !channels.isEmpty()) {
16:             for (com.alibaba.dubbo.remoting.Channel channel : channels) {
17:                 try {
18:                     channel.close();
19:                 } catch (Throwable e) {
20:                     logger.warn(e.getMessage(), e);
21:                 }
22:             }
23:         }
24:     } catch (Throwable e) {
25:         logger.warn(e.getMessage(), e);
26:     }
27:     // 优雅关闭 ServerBootstrap
28:     try {
29:         if (bootstrap != null) {
30:             // release external resource.
31:             bootstrap.releaseExternalResources();
32:         }
33:     } catch (Throwable e) {
34:         logger.warn(e.getMessage(), e);
35:     }
36:     // 清空连接到服务器的客户端通道
37:     try {
38:         if (channels != null) {
39:             channels.clear();
40:         }
41:     } catch (Throwable e) {
42:         logger.warn(e.getMessage(), e);
43:     }
44: }
  • 和 dubbo-remoting-netty4 基本一致，下面只说一些差异的地方。
  • 第 27 至 35 行：调用 Bootstrap#releaseExternalResources() 方法，释放 ServerBootstrap 相关的资源。

6. NettyClient

com.alibaba.dubbo.remoting.transport.netty.NettyClient ，继承 AbstractNettyClient 抽象类，Netty 客户端实现类。

构造方法

// ChannelFactory's closure has a DirectMemory leak, using static to avoid
// https://issues.jboss.org/browse/NETTY-424
private static final ChannelFactory channelFactory = new NioClientSocketChannelFactory(Executors.newCachedThreadPool(new NamedThreadFactory("NettyClientBoss", true)),
        Executors.newCachedThreadPool(new NamedThreadFactory("NettyClientWorker", true)),
        Constants.DEFAULT_IO_THREADS);

private ClientBootstrap bootstrap;

private volatile org.jboss.netty.channel.Channel channel; // volatile, please copy reference to use

public NettyClient(final URL url, final ChannelHandler handler) throws RemotingException {
    super(url, wrapChannelHandler(url, handler));
}
  • channelFactory 属性，【TODO 8027】为啥公用

启动客户端

 1: @Override
 2: protected void doOpen() {
 3:     // 设置日志工厂
 4:     NettyHelper.setNettyLoggerFactory();
 5: 
 6:     // 实例化 ServerBootstrap
 7:     bootstrap = new ClientBootstrap(channelFactory);
 8:     // 设置可选项
 9:     // config
10:     // @see org.jboss.netty.channel.socket.SocketChannelConfig
11:     bootstrap.setOption("keepAlive", true);
12:     bootstrap.setOption("tcpNoDelay", true);
13:     bootstrap.setOption("connectTimeoutMillis", getTimeout());
14: 
15:     // 创建 NettyHandler 对象
16:     final NettyHandler nettyHandler = new NettyHandler(getUrl(), this);
17: 
18:     // 设置责任链路
19:     bootstrap.setPipelineFactory(new ChannelPipelineFactory() {
20:         public ChannelPipeline getPipeline() {
21:             // 创建 NettyCodecAdapter 对象
22:             NettyCodecAdapter adapter = new NettyCodecAdapter(getCodec(), getUrl(), NettyClient.this);
23:             ChannelPipeline pipeline = Channels.pipeline();
24:             pipeline.addLast("decoder", adapter.getDecoder()); // 解码
25:             pipeline.addLast("encoder", adapter.getEncoder()); // 编码
26:             pipeline.addLast("handler", nettyHandler); // 处理器
27:             return pipeline;
28:         }
29:     });
30: }
  • 和 dubbo-remoting-netty4 基本一致。

连接服务器

 1: @Override
 2: protected void doConnect() throws Throwable {
 3:     long start = System.currentTimeMillis();
 4:     // 连接服务器
 5:     ChannelFuture future = bootstrap.connect(getConnectAddress());
 6:     try {
 7:         // 等待连接成功或者超时
 8:         boolean ret = future.awaitUninterruptibly(getConnectTimeout(), TimeUnit.MILLISECONDS);
 9:         // 连接成功
10:         if (ret && future.isSuccess()) {
11:             Channel newChannel = future.getChannel();
12:             newChannel.setInterestOps(Channel.OP_READ_WRITE);
13:             try {
14:                 // 关闭老的连接
15:                 // Close old channel
16:                 Channel oldChannel = NettyClient.this.channel; // copy reference
17:                 if (oldChannel != null) {
18:                     try {
19:                         if (logger.isInfoEnabled()) {
20:                             logger.info("Close old netty channel " + oldChannel + " on create new netty channel " + newChannel);
21:                         }
22:                         oldChannel.close();
23:                     } finally {
24:                         NettyChannel.removeChannelIfDisconnected(oldChannel);
25:                     }
26:                 }
27:             } finally {
28:                 // 若 NettyClient 被关闭，关闭连接
29:                 if (NettyClient.this.isClosed()) {
30:                     try {
31:                         if (logger.isInfoEnabled()) {
32:                             logger.info("Close new netty channel " + newChannel + ", because the client closed.");
33:                         }
34:                         newChannel.close();
35:                     } finally {
36:                         NettyClient.this.channel = null;
37:                         NettyChannel.removeChannelIfDisconnected(newChannel);
38:                     }
39:                 // 设置新连接
40:                 } else {
41:                     NettyClient.this.channel = newChannel;
42:                 }
43:             }
44:         // 发生异常，抛出 RemotingException 异常
45:         } else if (future.getCause() != null) {
46:             throw new RemotingException(this, "client(url: " + getUrl() + ") failed to connect to server "
47:                     + getRemoteAddress() + ", error message is:" + future.getCause().getMessage(), future.getCause());
48:         // 无结果（连接超时），抛出 RemotingException 异常
49:         } else {
50:             throw new RemotingException(this, "client(url: " + getUrl() + ") failed to connect to server "
51:                     + getRemoteAddress() + " client-side timeout "
52:                     + getConnectTimeout() + "ms (elapsed: " + (System.currentTimeMillis() - start) + "ms) from netty client "
53:                     + NetUtils.getLocalHost() + " using dubbo version " + Version.getVersion());
54:         }
55:     } finally {
56:         // 未连接，取消任务
57:         if (!isConnected()) {
58:             future.cancel();
59:         }
60:     }
61: }
  • 和 dubbo-remoting-netty4 基本一致，下面只说一些差异的地方。
  • 第 9 行：调用 ChannelFuture#awaitUninterruptibly(timeout, TimeUnit) 方法，等待连接成功或超时。这里传入的不是 3000 。
  • 第 55 至 60 行：最终结果为未连接，调用 ChannelFuture#cancel(true) 方法，取消任务。

关闭连接

@Override
protected void doClose() throws Throwable {
    /*try {
            bootstrap.releaseExternalResources();
        } catch (Throwable t) {
            logger.warn(t.getMessage());
        }*/
}
  • 因为 channelFactory 是静态属性，被多个 NettyClient 共用。

7. Buffer

7.1 NettyBackedChannelBuffer

com.alibaba.dubbo.remoting.transport.netty.NettyBackedChannelBuffer ，实现 ChannelBuffer 接口，基于 Netty3 ChannelBuffer 的 ChannelBuffer 实现类。

构造方法

private org.jboss.netty.buffer.ChannelBuffer buffer;

public NettyBackedChannelBuffer(org.jboss.netty.buffer.ChannelBuffer buffer) {
    Assert.notNull(buffer, "buffer == null");
    this.buffer = buffer;
}

工厂

@Override
public ChannelBufferFactory factory() {
    return NettyBackedChannelBufferFactory.getInstance();
}
  • 对应的工厂是 NettyBackedChannelBufferFactory

实现方法

每个方法，直接调用 Netty3 ChannelBuffer 对应的方法。

7.2 NettyBackedChannelBufferFactory

com.alibaba.dubbo.remoting.transport.netty.NettyBackedChannelBufferFactory ，实现 ChannelBufferFactory 接口，创建 NettyBackedChannelBuffer 的工厂。代码如下：

@Override
public ChannelBuffer getBuffer(int capacity) {
    return new NettyBackedChannelBuffer(ChannelBuffers.dynamicBuffer(capacity)); // ChannelBuffers 为 `org.jboss.netty.buffer` 包下
}

@Override
public ChannelBuffer getBuffer(byte[] array, int offset, int length) {
    // 创建 Netty3 ChannelBuffer 对象
    org.jboss.netty.buffer.ChannelBuffer buffer = ChannelBuffers.dynamicBuffer(length); // ChannelBuffers 为 `org.jboss.netty.buffer` 包下
    // 写入数据
    buffer.writeBytes(array, offset, length);
    // 创建 NettyBackedChannelBuffer 对象
    return new NettyBackedChannelBuffer(buffer);
}

@Override
public ChannelBuffer getBuffer(ByteBuffer nioBuffer) {
    return new NettyBackedChannelBuffer(ChannelBuffers.wrappedBuffer(nioBuffer)); // ChannelBuffers 为 `org.jboss.netty.buffer` 包下
}
  • 注意，此处的 ChannelBuffers 是 org.jboss.netty.buffer 包下的。

8. NettyCodecAdapter

com.alibaba.dubbo.remoting.transport.netty.NettyCodecAdapter ，Netty 编解码适配器，将 Dubbo 编解码器 适配成 Netty3 的编码器和解码器。

构造方法

/**
 * Netty 编码器
 */
private final ChannelHandler encoder = new InternalEncoder();
/**
 * Netty 解码器
 */
private final ChannelHandler decoder = new InternalDecoder();

/**
 * Dubbo 编解码器
 */
private final Codec2 codec;
/**
 * Dubbo URL
 */
private final URL url;
/**
 * 网络读写缓冲区大小
 */
private final int bufferSize;
/**
 * Dubbo ChannelHandler
 */
private final com.alibaba.dubbo.remoting.ChannelHandler handler;

public NettyCodecAdapter(Codec2 codec, URL url, com.alibaba.dubbo.remoting.ChannelHandler handler) {
    this.codec = codec;
    this.url = url;
    this.handler = handler;
    // 设置 `bufferSize`
    int b = url.getPositiveParameter(Constants.BUFFER_KEY, Constants.DEFAULT_BUFFER_SIZE);
    this.bufferSize = b >= Constants.MIN_BUFFER_SIZE && b <= Constants.MAX_BUFFER_SIZE ? b : Constants.DEFAULT_BUFFER_SIZE;
}
  • bufferSize 属性，网络读写缓冲区大小，默认 8K 。这是 dubbo-remoting-netty4 的 NettyCodecAdapter 所不需要的。用于下面 「8.2 InternalDecoder」 ，消息解码时使用。

8.1 InternalEncoder

@Sharable
private class InternalEncoder extends OneToOneEncoder {

    @Override
    protected Object encode(ChannelHandlerContext ctx, Channel ch, Object msg) throws Exception {
        // 创建 HeapChannelBuffer 对象
        com.alibaba.dubbo.remoting.buffer.ChannelBuffer buffer = com.alibaba.dubbo.remoting.buffer.ChannelBuffers.dynamicBuffer(1024);
        // 获得 NettyChannel 对象
        NettyChannel channel = NettyChannel.getOrAddChannel(ch, url, handler);
        try {
            // 编码
            codec.encode(channel, buffer, msg);
        } finally {
            // 移除 NettyChannel 对象，若断开连接
            NettyChannel.removeChannelIfDisconnected(ch);
        }
        // 返回 Netty ChannelBuffer 对象
        return ChannelBuffers.wrappedBuffer(buffer.toByteBuffer());
    }

}
  • org.jboss.netty.handler.codec.oneone.OneToOneEncoder ，Netty3 编码器抽象类。
  • 🙂 代码比较简单，胖友自己看注释。

8.2 InternalDecoder

 1: private class InternalDecoder extends SimpleChannelUpstreamHandler {
 2: 
 3:     /**
 4:      * 未读完的消息 Buffer
 5:      */
 6:     private com.alibaba.dubbo.remoting.buffer.ChannelBuffer buffer = com.alibaba.dubbo.remoting.buffer.ChannelBuffers.EMPTY_BUFFER;
 7: 
 8:     @Override
 9:     public void messageReceived(ChannelHandlerContext ctx, MessageEvent event) throws Exception {
10:         // 跳过非 ChannelBuffer
11:         Object o = event.getMessage();
12:         if (!(o instanceof ChannelBuffer)) {
13:             ctx.sendUpstream(event);
14:             return;
15:         }
16: 
17:         // 无可读，跳过
18:         ChannelBuffer input = (ChannelBuffer) o;
19:         int readable = input.readableBytes();
20:         if (readable <= 0) {
21:             return;
22:         }
23: 
24:         // 合并 `buffer` + `input` 成 `message`
25:         com.alibaba.dubbo.remoting.buffer.ChannelBuffer message;
26:         if (buffer.readable()) { // 有未读完的，需要拼接
27:             if (buffer instanceof DynamicChannelBuffer) {
28:                 buffer.writeBytes(input.toByteBuffer());
29:                 message = buffer;
30:             } else { // Netty3 ChannelBuffer ，转成 DynamicChannelBuffer 。
31:                 int size = buffer.readableBytes() + input.readableBytes();
32:                 message = com.alibaba.dubbo.remoting.buffer.ChannelBuffers.dynamicBuffer(size > bufferSize ? size : bufferSize);
33:                 message.writeBytes(buffer, buffer.readableBytes());
34:                 message.writeBytes(input.toByteBuffer());
35:             }
36:         } else { // 无未读完的，直接创建
37:             message = com.alibaba.dubbo.remoting.buffer.ChannelBuffers.wrappedBuffer(input.toByteBuffer());
38:         }
39: 
40:         // 获得 NettyChannel 对象
41:         NettyChannel channel = NettyChannel.getOrAddChannel(ctx.getChannel(), url, handler);
42:         // 循环解析，直到结束
43:         Object msg;
44:         int saveReaderIndex;
45:         try {
46:             // decode object.
47:             do {
48:                 saveReaderIndex = message.readerIndex();
49:                 try {
50:                     msg = codec.decode(channel, message);
51:                 } catch (IOException e) {
52:                     buffer = com.alibaba.dubbo.remoting.buffer.ChannelBuffers.EMPTY_BUFFER;
53:                     throw e;
54:                 }
55:                 if (msg == Codec2.DecodeResult.NEED_MORE_INPUT) {
56:                     message.readerIndex(saveReaderIndex);
57:                     break;
58:                 // 解码到消息，触发一条消息
59:                 } else {
60:                     //is it possible to go here ? 芋艿：不可能，哈哈哈
61:                     if (saveReaderIndex == message.readerIndex()) {
62:                         buffer = com.alibaba.dubbo.remoting.buffer.ChannelBuffers.EMPTY_BUFFER;
63:                         throw new IOException("Decode without read data.");
64:                     }
65:                     if (msg != null) {
66:                         Channels.fireMessageReceived(ctx, msg, event.getRemoteAddress());
67:                     }
68:                 }
69:             } while (message.readable());
70:         } finally {
71:             // 有剩余可读的，压缩并缓存
72:             if (message.readable()) {
73:                 message.discardReadBytes();
74:                 buffer = message;
75:             // 无剩余的，设置空 Buffer
76:             } else {
77:                 buffer = com.alibaba.dubbo.remoting.buffer.ChannelBuffers.EMPTY_BUFFER;
78:             }
79:             // 移除 NettyChannel 对象，若断开连接
80:             NettyChannel.removeChannelIfDisconnected(ctx.getChannel());
81:         }
82:     }
83: 
84:     @Override
85:     public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, ExceptionEvent e) {
86:         ctx.sendUpstream(e);
87:     }
88: }
  • 继承 org.jboss.netty.channel.SimpleChannelUpstreamHandler 类。
  • buffer 属性，未读完的消息 Buffer 。在 #messageReceived(ctx, event) 方法中，我们在做拆包粘包的处理过程中，可能收到数据是不完整的。例如，不足以解析成一条 Dubbo Request 。那么，我们就需要将收到的，缓存到 buffer 中。
  • 第 10 至 15 行：跳过非 ChannelBuffer 。
  • 第 17 至 22 行：跳过无可读的。
  • 第 24 至 38 行：合并 buffer + input 成 message 。有两类三种情况，胖友看下注释。
  • 第 41 行：获得 NettyChannel 对象。
  • 第 42 至 69 行：循环解析，直到结束。此处，和 dubbo-remoting-netty4 的解码流程，就是一致的了。
  • 第 71 至 75 行：有剩余的部分，压缩并缓存到 buffer 中。
  • 第 75 至 78 行：完全读完，设置 buffer 为空( EMPTY_BUFFER )。
  • 第 80 行：移除 NettyChannel 对象，若断开连接。

9. 日志工厂

和 netty-remoting-netty4 的日志工厂，基本一致。差异点是 DubboLogger ，无需实现类似 #log(format, arguments) 等需要格式化的方法。因此，无需复制 FormattingTuple 、MessageFormatter 类。

666. 彩蛋

知识星球

还是美滋滋！

😈 从本文，我们可以看出，dubbo-remoting-api 项目，主要以 Netty3 的 API 为雏形，进行设计。

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