Netty源码分析第2章(NioEventLoop)—->第6节: 执行selector操作 -数据天堂

Netty源码分析第2章(NioEventLoop)—->第6节: 执行selector操作

# 前端 2024-04-03 15:22 0 14 来源：数据天堂

Netty源码分析第二章: NioEventLoop

第六节: 执行select操作

分析完了selector的创建和优化的过程, 这一小节分析select相关操作

跟到跟到NioEventLoop的run方法:

protected void run() { for (;;) { try { switch (selectStrategy.calculateStrategy(selectNowSupplier, hasTasks())) { case SelectStrategy.CONTINUE: continue; case SelectStrategy.SELECT: //轮询io事件(1) select(wakenUp.getAndSet(false)); if (wakenUp.get()) { selector.wakeup(); } default: } cancelledKeys = 0; needsToSelectAgain = false; //默认是50 final int ioRatio = this.ioRatio; if (ioRatio == 100) { try { processSelectedKeys(); } finally { runAllTasks(); } } else { //记录下开始时间 final long ioStartTime = System.nanoTime(); try { //处理轮询到的key(2) processSelectedKeys(); } finally { //计算耗时 final long ioTime = System.nanoTime() - ioStartTime; //执行task(3) runAllTasks(ioTime * (100 - ioRatio) / ioRatio); } } } catch (Throwable t) { handleLoopException(t); } //代码省略 } }

代码比较长, 其实主要分为三部分:

1.轮询io事件

2. 处理轮询到的key

3.执行task

这一小节, 主要剖析第一部分, 轮询io事件

首先switch块中默认会走到SelectStrategy.SELECT中, 执行select(wakenUp.getAndSet(false))方法

参数wakenUp.getAndSet(false)代表当前select操作是未唤醒状态

进入到select(wakenUp.getAndSet(false))方法中:

private void select(boolean oldWakenUp) throws IOException { Selector selector = this.selector; try { int selectCnt = 0; //当前系统的纳秒数 long currentTimeNanos = System.nanoTime(); //截止时间=当前时间+队列第一个任务剩余执行时间 long selectDeadLineNanos = currentTimeNanos + delayNanos(currentTimeNanos); for (;;) { //阻塞时间(毫秒)=(截止时间-当前时间+0.5毫秒) long timeoutMillis = (selectDeadLineNanos - currentTimeNanos + 500000L) / 1000000L; if (timeoutMillis <= 0) { if (selectCnt == 0) { selector.selectNow(); selectCnt = 1; } break; } if (hasTasks() && wakenUp.compareAndSet(false, true)) { selector.selectNow(); selectCnt = 1; break; } //进行阻塞式的select操作 int selectedKeys = selector.select(timeoutMillis); //轮询次数 selectCnt ++; //如果轮询到一个事件(selectedKeys != 0), 或者当前select操作需要唤醒(oldWakenUp), //或者在执行select操作时已经被外部线程唤醒(wakenUp.get()), //或者任务队列已经有任务(hasTask), 或者定时任务队列中有任务(hasScheduledTasks()) if (selectedKeys != 0 || oldWakenUp || wakenUp.get() || hasTasks() || hasScheduledTasks()) { break; } //省略 //记录下当前时间 long time = System.nanoTime(); //当前时间-开始时间>=超时时间(条件成立, 执行过一次select操作, 条件不成立, 有可能发生空轮询) if (time - TimeUnit.MILLISECONDS.toNanos(timeoutMillis) >= currentTimeNanos) { //代表已经进行了一次阻塞式select操作, 操作次数重置为1 selectCnt = 1; } else if (SELECTOR_AUTO_REBUILD_THRESHOLD > 0 && selectCnt >= SELECTOR_AUTO_REBUILD_THRESHOLD) { //省略日志代码 //如果空轮询的次数大于一个阈值(512), 解决空轮询的bug rebuildSelector(); selector = this.selector; selector.selectNow(); selectCnt = 1; break; } currentTimeNanos = time; } //代码省略 } catch (CancelledKeyException e) { //省略 } }

首先通过long currentTimeNanos = System.nanoTime()获取系统的纳秒数

继续往下看:

long selectDeadLineNanos = currentTimeNanos + delayNanos(currentTimeNanos)；

delayNanos(currentTimeNanos)代表距定时任务中第一个任务剩余多长时间, 这个时间+当前时间代表这次操作不能超过的时间, 因为超过之后定时任务不能严格按照预定时间执行, 其中定时任务队列是已经按照执行时间有小到大排列好的队列, 所以第一个任务则是最近需要执行的任务, selectDeadLineNanos就代表了当前操作不能超过的时间

然后就进入到了无限for循环

for循环中我们关注:

long timeoutMillis = (selectDeadLineNanos - currentTimeNanos + 500000L) / 1000000L

selectDeadLineNanos - currentTimeNanos+500000L代表截止时间-当前时间+0.5毫秒的调整时间, 除以1000000表示将计算的时间转化为毫秒数

最后算出的时间就是selector操作的阻塞时间, 并赋值到局部变量的timeoutMillis中

后面有个判断if(imeoutMillis<0), 代表当前时间已经超过了最后截止时间+0.5毫秒, selectCnt == 0代表没有进行select操作, 满足这两个条件, 则执行selectNow()之后, 将selectCnt赋值为1之后跳出循环

如果没超过截止时间, 就进行了if(hasTasks() && wakenUp.compareAndSet(false, true))判断

这里我们只需要关注hasTasks()方法就行, 这里是判断当前NioEventLoop所绑定的taskQueue是否有任务, 如果有任务, 则执行selectNow()之后, 将selectCnt赋值为1之后跳出循环(跳出循环之后去执行任务队列中的任务)

hasTasks()方法可以自己跟一下, 非常简单

如果没有满足上述条件, 就会执行int selectedKeys = selector.select(timeoutMillis)进行阻塞式轮询, 并且自增轮询次数, 而后会进行如下判断:

if (selectedKeys != 0 || oldWakenUp || wakenUp.get() || hasTasks() || hasScheduledTasks()) { break; }

selectedKeys != 0代表已经有轮询到的事件, oldWakenUp代表当前select操作是否需要唤醒, wakenUp.get()说明已经被外部线程唤醒, hasTasks()代表任务队列是否有任务, hasScheduledTasks()代表定时任务队列是否任务, 满足条件之一, 就跳出循环

long time = System.nanoTime()记录了当前的时间, 之后有个判断:

if (time - TimeUnit.MILLISECONDS.toNanos(timeoutMillis) >= currentTimeNanos)这里的意思是当前时间-阻塞时间>方法开始执行的时间, 这里说明已经完整的执行完成了一个阻塞的select()操作, 将selectCnt设置成1

如果此条件不成立, 说明没有完整执行select()操作, 可能触发了一次空轮询, 根据前一个selectCnt++这步我们知道, 每触发一次空轮询selectCnt都会自增

之后会进入第二个判断SELECTOR_AUTO_REBUILD_THRESHOLD > 0 && selectCnt >= SELECTOR_AUTO_REBUILD_THRESHOLD

其中SELECTOR_AUTO_REBUILD_THRESHOLD默认是512, 这个判断意思就是空轮询的次数如果超过512次, 则会认为是发生了epoll bug, 这样会通过

rebuildSelector()方法重新构建selector, 然后将重新构建的selector赋值到局部变量selector, 执行一次selectNow(), 将selectCnt初始化1, 跳出循环

rebuildSelector()方法中, 看netty是如何解决epoll bug的:

public void rebuildSelector() { //是否是由其他线程发起的 if (!inEventLoop()) { //如果是其他线程发起的, 将rebuildSelector()封装成任务队列, 由NioEventLoop进行调用 execute(new Runnable() { @Override public void run() { rebuildSelector(); } }); return; } final Selector oldSelector = selector; final Selector newSelector; if (oldSelector == null) { return; } try { //重新创建一个select newSelector = openSelector(); } catch (Exception e) { logger.warn("Failed to create a new Selector.", e); return; } int nChannels = 0; for (;;) { try { //拿到旧select中所有的key for (SelectionKey key: oldSelector.keys()) { Object a = key.attachment(); try { Object a = key.attachment(); //代码省略 //获取key注册的事件 int interestOps = key.interestOps(); //将key注册的事件取消 key.cancel(); //注册到重新创建的新的selector中 SelectionKey newKey = key.channel().register(newSelector, interestOps, a); //如果channel是NioChannel if (a instanceof AbstractNioChannel) { //重新赋值 ((AbstractNioChannel) a).selectionKey = newKey; } nChannels ++; } catch (Exception e) { //代码省略 } } } catch (ConcurrentModificationException e) { continue; } break; } selector = newSelector; //代码省略}