Netty源码分析第二章: NioEventLoop
第五节: 优化selector
在剖析selector轮询之前, 我们先讲解一下selector的创建过程
回顾之前的小节, 在创建NioEventLoop中初始化了唯一绑定的selector:
NioEventLoop(NioEventLoopGroup parent, Executor executor, SelectorProvider selectorProvider,
SelectStrategy strategy, RejectedExecutionHandler rejectedExecutionHandler) {
super(parent, executor, false, DEFAULT_MAX_PENDING_TASKS, rejectedExecutionHandler);
//代码省略
provider = selectorProvider;
selector = openSelector();
selectStrategy = strategy;
}
这里 selector = openSelector() 初始化了selector
我们跟到openSelector()中:
private Selector openSelector() {
final Selector selector;
try {
//调用jdk底层的api
selector = provider.openSelector();
} catch (IOException e) {
throw new ChannelException("failed to open a new selector", e);
}
//判断是否需要关闭优化(默认false, 也就是默认需要优化)
if (DISABLE_KEYSET_OPTIMIZATION) {
return selector;
}
//用这个数据结构替换原生的SelectionKeySet
final SelectedSelectionKeySet selectedKeySet = new SelectedSelectionKeySet();
Object maybeSelectorImplClass = AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Object>() {
@Override
public Object run() {
try {
//通过反射拿到sun.nio.ch.SelectorImpl这个类的class对象
return Class.forName("sun.nio.ch.SelectorImpl", false, PlatformDependent.getSystemClassLoader());
} catch (ClassNotFoundException e) {
return e;
} catch (SecurityException e) {
return e;
}
}
});
//判断拿到的是不是class对象并且是不是Selector的实现类
if (!(maybeSelectorImplClass instanceof Class) ||!((Class<?>) maybeSelectorImplClass).isAssignableFrom(selector.getClass())) {
if (maybeSelectorImplClass instanceof Exception) {
Exception e = (Exception) maybeSelectorImplClass;
logger.trace("failed to instrument a special java.util.Set into: {}", selector, e);
}
//如果不是他的实现, 就直接返回原生select
return selector;
}
//如果是它的实现, 就拿到其class对象
final Class<?> selectorImplClass = (Class<?>) maybeSelectorImplClass;
Object maybeException = AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Object>() {
@Override
public Object run() {
try {
//通过反射拿到selectedKeys和publicSelectedKeys两个属性, 默认这两个属性底层都是hashSet方式实现的
Field selectedKeysField = selectorImplClass.getDeclaredField("selectedKeys");
Field publicSelectedKeysField = selectorImplClass.getDeclaredField("publicSelectedKeys");
//设置成可修改的
selectedKeysField.setAccessible(true);
publicSelectedKeysField.setAccessible(true);
//将selector的这两个属性替换成Netty的selectedKeySet
selectedKeysField.set(selector, selectedKeySet);
publicSelectedKeysField.set(selector, selectedKeySet);
return null;
} catch (NoSuchFieldException e) {
return e;
} catch (IllegalAccessException e) {
return e;
} catch (RuntimeException e) {
if ("java.lang.reflect.InaccessibleObjectException".equals(e.getClass().getName())) {
return e;
} else {
throw e;
}
}
}
});
if (maybeException instanceof Exception) {
selectedKeys = null;
Exception e = (Exception) maybeException;
logger.trace("failed to instrument a special java.util.Set into: {}", selector, e);
} else {
//将优化后的keySet保存成NioEventLoop的成员变量
selectedKeys = selectedKeySet;
logger.trace("instrumented a special java.util.Set into: {}", selector);
}
return selector;
}
这里代码比较长, 我们一点一点的剖析:
首先 selector = provider.openSelector() 这里创建了jdk底层的selector
if (DISABLE_KEYSET_OPTIMIZATION) {
return selector;
}
这里判断了是否关闭优化功能, 默认是false, 也就是需要优化, 这里的意思就是netty需要对jdk原生的selector进行了优化, 我们知道selector在select()操作时候, 会通过selector.selectedKeys()操作返回一个Set<SelectionKey>, 这个是Set类型, netty对这个set进行了处理, 使用SelectedSelectionKeySet的数据结构进行替换, 当在select()操作时将key存入一个SelectedSelectionKeySet的数据结构中
final SelectedSelectionKeySet selectedKeySet = new SelectedSelectionKeySet();
这里一步创建了这个优化后的数据结构
简单跟一下SelectedSelectctionKeySet这个类的构造方法:
SelectedSelectionKeySet() {
keysA = new SelectionKey[1024];
keysB = keysA.clone();
}
初始化了两个属性keysA和keysB, 说明这类其实底层是通过数组实现的, 通过操作数组下标会有更高的效率
这个类的的flip()方法, 则返SelectionKey[]数组
SelectionKey[] flip() {
if (isA) {
isA = false;
keysA[keysASize] = null;
keysBSize = 0;
return keysA;
} else {
isA = true;
keysB[keysBSize] = null;
keysASize = 0;
return keysB;
}
}
再看下其他方法:
@Override
public boolean remove(Object o) {
return false;
}
@Override
public boolean contains(Object o) {
return false;
}
@Override
public Iterator<SelectionKey> iterator() {
throw new UnsupportedOperationException();
}
我们看到remove()方法, contains()方法都返回了false, 说明其不支持删除方法和包含方法, iterator()方法则直接抛出异常, 说明其不支持迭代器操作
回到openSelector()中:
再往下看, 这里通过 Class.forName("sun.nio.ch.SelectorImpl", false, PlatformDependent.getSystemClassLoader()) 创建了一个SelectorImpl的class对象
if(!(maybeSelectorImplClass instanceof Class) ||!((Class<?>) maybeSelectorImplClass).isAssignableFrom(selector.getClass()))
这里判断拿到的对象是否为class对象并且是否为Selector的实现类, 如果不是, 则直接返回jdk的selector
如果是, 就继续转化成class对象
然后就做了真正的替换操作:
//通过反射拿到selectedKeys和publicSelectedKeys两个属性, 默认这两个属性底层都是hashSet方式实现的
Field selectedKeysField = selectorImplClass.getDeclaredField("selectedKeys");
Field publicSelectedKeysField = selectorImplClass.getDeclaredField("publicSelectedKeys");
//设置成可修改的
selectedKeysField.setAccessible(true);
publicSelectedKeysField.setAccessible(true);
//将selector的这两个属性替换成Netty的selectedKeySet
selectedKeysField.set(selector, selectedKeySet);
publicSelectedKeysField.set(selector, selectedKeySet);
通过注释我们不难看出, 这里将新创建selectedKeySet替换了selector对象中的selectedKeysField, 和selectedKeysField两个属性
最后通过 selectedKeys = selectedKeySet 将优化的数据结构selectedKeySet保存在NioEventLoop的成员变量中
最后返回优化后的selector
这样, selector在select()操作的过程中, 如果有就绪事件则会将返回的key存放在selectedKeySet所对应的数组中