Netty分布式flush方法刷新buffer队列源码分析

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flush方法

flush方法通过事件传递, 最终会传递到HeadContext的flush方法:

public void flush(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {    unsafe.flush();}

这里最终会调用AbstractUnsafe的flush方法

public final void flush() {    assertEventLoop();    ChannelOutboundBuffer outboundBuffer = this.outboundBuffer;    if (outboundBuffer == null) {        return;    }    outboundBuffer.addFlush();    flush0();}

这里首先也是拿到ChannelOutboundBuffer对象

然后我们看这一步:

outboundBuffer.addFlush();

这一步同样也是调整ChannelOutboundBuffer的指针

跟进addFlush方法

public void addFlush() {    Entry entry = unflushedEntry;    if (entry != null) {         if (flushedEntry == null) {            flushedEntry = entry;        }        do {            flushed ++;            if (!entry.promise.setUncancellable()) {                int pending = entry.cancel();                decrementPendingOutboundBytes(pending, false, true);            }            entry = entry.next;        } while (entry != null);        unflushedEntry = null;    }}

首先声明一个entry指向unflushedEntry, 也就是第一个未flush的entry

通常情况下unflushedEntry是不为空的, 所以进入if

再未刷新前flushedEntry通常为空, 所以会执行到flushedEntry = entry

也就是flushedEntry指向entry

经过上述操作, 缓冲区的指针情况如图所示:

7-4-1

然后通过do-while将, 不断寻找unflushedEntry后面的节点, 直到没有节点为止

flushed自增代表需要刷新多少个节点

循环中我们关注这一步

decrementPendingOutboundBytes(pending, false, true);

这一步也是统计缓冲区中的字节数, 但是是和上一小节的incrementPendingOutboundBytes正好是相反, 因为这里是刷新, 所以这里要减掉刷新后的字节数,

我们跟到方法中:

private void decrementPendingOutboundBytes(long size, boolean invokeLater, boolean notifyWritability) {    if (size == 0) {        return;    }    //从总的大小减去    long newWriteBufferSize = TOTAL_PENDING_SIZE_UPDATER.addAndGet(this, -size);    //直到减到小于某一个阈值32个字节    if (notifyWritability && newWriteBufferSize < channel.config().getWriteBufferLowWaterMark()) {        //设置写状态        setWritable(invokeLater);    }}

同样TOTAL_PENDING_SIZE_UPDATER代表缓冲区的字节数, 这里的addAndGet中参数是-size, 也就是减掉size的长度

再看 if (notifyWritability && newWriteBufferSize < channel.config().getWriteBufferLowWaterMark()) 

getWriteBufferLowWaterMark()代表写buffer的第水位值, 也就是32k, 如果写buffer的长度小于这个数, 就通过setWritable方法设置写状态

也就是通道由原来的不可写改成可写

回到addFlush方法

遍历do-while循环结束之后, 将unflushedEntry指为空, 代表所有的entry都是可写的

经过上述操作, 缓冲区的指针情况如下图所示:

7-4-2

回到AbstractUnsafe的flush方法

指针调整完之后, 我们跟到flush0()方法中:

protected void flush0() {    if (inFlush0) {        return;    }    final ChannelOutboundBuffer outboundBuffer = this.outboundBuffer;    if (outboundBuffer == null || outboundBuffer.isEmpty()) {        return;    }    inFlush0 = true;    if (!isActive()) {        try {            if (isOpen()) {                outboundBuffer.failFlushed(FLUSH0_NOT_YET_CONNECTED_EXCEPTION, true);            } else {                outboundBuffer.failFlushed(FLUSH0_CLOSED_CHANNEL_EXCEPTION, false);            }        } finally {            inFlush0 = false;        }        return;    }    try {        doWrite(outboundBuffer);    } catch (Throwable t) {        if (t instanceof IOException && config().isAutoClose()) {            close(voidPromise(), t, FLUSH0_CLOSED_CHANNEL_EXCEPTION, false);        } else {            outboundBuffer.failFlushed(t, true);        }    } finally {        inFlush0 = false;    }}

 if (inFlush0) 表示判断当前flush是否在进行中, 如果在进行中, 则返回, 避免重复进入

我们重点关注doWrite方法

跟到AbstractNioByteChannel的doWrite方法中去:

protected void doWrite(ChannelOutboundBuffer in) throws Exception {    int writeSpinCount = -1;    boolean setOpWrite = false;    for (;;) {        //每次拿到当前节点        Object msg = in.current();        if (msg == null) {            clearOpWrite();            return;        }        if (msg instanceof ByteBuf) {            //转化成ByteBuf            ByteBuf buf = (ByteBuf) msg;            //如果没有可写的值            int readableBytes = buf.readableBytes();            if (readableBytes == 0) {                //移除                in.remove();                continue;            }             boolean done = false;            long flushedAmount = 0;            if (writeSpinCount == -1) {                writeSpinCount = config().getWriteSpinCount();            }            for (int i = writeSpinCount - 1; i >= 0; i --) {                //将buf写入到socket里面                //localFlushedAmount代表向jdk底层写了多少字节                int localFlushedAmount = doWriteBytes(buf);                //如果一个字节没写, 直接break                if (localFlushedAmount == 0) {                    setOpWrite = true;                    break;                }                //统计总共写了多少字节                flushedAmount += localFlushedAmount;                //如果buffer全部写到jdk底层                if (!buf.isReadable()) {                    //标记全写道                    done = true;                    break;                }            }            in.progress(flushedAmount);            if (done) {                //移除当前对象                in.remove();            } else {                break;            }        } else if (msg instanceof FileRegion) {            //代码省略        } else {            throw new Error();        }    }    incompleteWrite(setOpWrite);}

首先是一个无限for循环

 Object msg = in.current() 这一步是拿到flushedEntry指向的entry中的msg

跟到current()方法中

public Object current() {     Entry entry = flushedEntry;    if (entry == null) {        return null;    }    return entry.msg;}

这里直接拿到flushedEntry指向的entry中关联的msg, 也就是一个ByteBuf

回到doWrite方法:

如果msg为null, 说明没有可以刷新的entry, 则调用clearOpWrite()方法清除写标识

如果msg不为null, 则会判断是否是ByteBuf类型, 如果是ByteBuf, 就进入if块中的逻辑

if块中首先将msg转化为ByteBuf, 然后判断ByteBuf是否可读, 如果不可读, 则通过in.remove()将当前的byteBuf所关联的entry移除, 然后跳过这次循环进入下次循环

remove方法稍后分析, 这里我们先继续往下看

 boolean done = false 这里设置一个标识, 标识刷新操作是否执行完成, 这里默认值为false代表走到这里没有执行完成

 writeSpinCount = config().getWriteSpinCount() 这里是获得一个写操作的循环次数, 默认是16

然后根据这个循环次数, 进行循环的写操作

在循环中, 关注这一步:

int localFlushedAmount = doWriteBytes(buf);

这一步就是将buf的内容写到channel中, 并返回写的字节数, 这里会调用NioSocketChannel的doWriteBytes

我们跟到doWriteBytes方法中:

protected int doWriteBytes(ByteBuf buf) throws Exception {     final int expectedWrittenBytes = buf.readableBytes();    return buf.readBytes(javaChannel(), expectedWrittenBytes);}

这里首先拿到buf的可读字节数, 然后通过readBytes将可读字节写入到jdk底层的channel中

回到doWrite方法:

将内容写的jdk底层的channel之后, 如果一个字节都没写, 说明现在channel可能不可写, 将setOpWrite设置为true, 用于标识写操作位, 并退出循环

如果已经写出字节, 则通过 flushedAmount += localFlushedAmount 累加写出的字节数

然后根据是buf是否没有可读字节数判断是否buf的数据已经写完, 如果写完, 将done设置为true, 说明写操作完成, 并退出循环

因为有时候不一定一次就能将byteBuf所有的字节写完, 所以这里会继续通过循环进行写出, 直到循环到16次

如果ByteBuf内容完全写完, 会通过in.remove()将当前entry移除掉

我们跟到remove方法中:

public boolean remove() {    //拿到当前第一个flush的entry    Entry e = flushedEntry;    if (e == null) {        clearNioBuffers();        return false;    }    Object msg = e.msg;    ChannelPromise promise = e.promise;    int size = e.pendingSize;    removeEntry(e);    if (!e.cancelled) {        ReferenceCountUtil.safeRelease(msg);        safeSuccess(promise);        decrementPendingOutboundBytes(size, false, true);    }    e.recycle();    return true;}

首先拿到当前的flushedEntry

我们重点关注removeEntry这步, 跟进去:

private void removeEntry(Entry e) {     if (-- flushed == 0) {        //位置为空        flushedEntry = null;        //如果是最后一个节点        if (e == tailEntry) {            //全部设置为空            tailEntry = null;            unflushedEntry = null;        }    } else {        //移动到下一个节点        flushedEntry = e.next;    }}

 if (-- flushed == 0) 表示当前节点是否为需要刷新的最后一个节点, 如果是, 则flushedEntry指针设置为空

如果当前节点是tailEntry节点, 说明当前节点是最后一个节点, 将tailEntry和unflushedEntry两个指针全部设置为空

如果当前节点不是需要刷新的最后的一个节点, 则通过 flushedEntry = e.nex t这步将flushedEntry指针移动到下一个节点

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