netty源码分析（8）-NioEventLoop执行过程
2019-02-20 本文已影响0人
Jorgezhong
上一节我们研究了NioEventLoop创建过程，概括起来就是，通道channel获取NioEventLoop实例，调用execute()方法，用ThreadPerTaskExecutor执行器，开启一个线程，去执行NioEventLoop的run()方法，同时将任务存储到NioEventLoop的成员变量taskQueue队列中，以便后续异步执行，该成员变量在其父类SingleThreadEventExecutor中。
这一节，我们直接研究NioEventLoop具体执行的内容是什么。
入口：启动NioEventLoop时SingleThreadEventExecutor#doStartThread()执行了以下代码。实际上时获取了NioEventLoop实例并执行了run()方法。本节主要看该方法
SingleThreadEventExecutor.this.run();
执行过程主要做了三件事
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select(wakenUp.getAndSet(false));： 轮询IO事件 -
processSelectedKeys();： 处理IO事件 -
runAllTasks(ioTime * (100 - ioRatio) / ioRatio);：执行任务队列里的任务，并根据时间系数ioRatio来设置其运行时间和processSelectedKeys()运行时间的占比。
@Override
protected void run() {
for (;;) {
try {
switch (selectStrategy.calculateStrategy(selectNowSupplier, hasTasks())) {
case SelectStrategy.CONTINUE:
continue;
case SelectStrategy.SELECT:
//轮询 注册到该 selector 上的IO事件
select(wakenUp.getAndSet(false));
if (wakenUp.get()) {
selector.wakeup();
}
default:
// fallthrough
}
cancelledKeys = 0;
needsToSelectAgain = false;
//设置任务队列的时间系数ioRatio
final int ioRatio = this.ioRatio;
if (ioRatio == 100) {
try {
//处理IO事件
processSelectedKeys();
} finally {
// Ensure we always run tasks.
runAllTasks();
}
} else {
final long ioStartTime = System.nanoTime();
try {
//处理IO事件
processSelectedKeys();
} finally {
// 以ioTime的执行时间 和 时间系数确定任务队列运行时间
final long ioTime = System.nanoTime() - ioStartTime;
runAllTasks(ioTime * (100 - ioRatio) / ioRatio);
}
}
} catch (Throwable t) {
handleLoopException(t);
}
// Always handle shutdown even if the loop processing threw an exception.
try {
if (isShuttingDown()) {
closeAll();
if (confirmShutdown()) {
return;
}
}
} catch (Throwable t) {
handleLoopException(t);
}
}
}
-
select(wakenUp.getAndSet(false));和processSelectedKeys();比较复杂，接下来另开章节介绍。 -
runAllTasks(ioTime * (100 - ioRatio) / ioRatio);和runAllTasks()一个有参数一个没参数。
发现runAllTasks()将一系列定时任务（用户可调用schedule()方法来添加定时任务）加入到了taskQueue中，并且执行里面的任务，如果出现了异常，就打印日志，输出到控制台。
protected boolean runAllTasks() {
//保证当前线程式NioEventLoop持有的线程
assert inEventLoop();
boolean fetchedAll;
boolean ranAtLeastOne = false;
do {
//将定时任务队列里的任务全部放到NioEventQueue.taskQueue中
fetchedAll = fetchFromScheduledTaskQueue();
//从taskQueue中取出任务依次执行，直到完成，异常则打日志
if (runAllTasksFrom(taskQueue)) {
ranAtLeastOne = true;
}
} while (!fetchedAll); // keep on processing until we fetched all scheduled tasks.
if (ranAtLeastOne) {
lastExecutionTime = ScheduledFutureTask.nanoTime();
}
afterRunningAllTasks();
return ranAtLeastOne;
}
protected final boolean runAllTasksFrom(Queue<Runnable> taskQueue) {
Runnable task = pollTaskFrom(taskQueue);
if (task == null) {
return false;
}
for (;;) {
safeExecute(task);
task = pollTaskFrom(taskQueue);
if (task == null) {
return true;
}
}
}
protected static void safeExecute(Runnable task) {
try {
task.run();
} catch (Throwable t) {
logger.warn("A task raised an exception. Task: {}", task, t);
}
}
runAllTasks(long timeoutNanos)增加了一个超时时间的节点。该节点最终被表示为deadline，超过这个截止时间，循环执行队列任务的操作会被中断，可能队列里任务不能完全执行完。
protected boolean runAllTasks(long timeoutNanos) {
//定时任务队列的任务全部挪到NioEventLoop.taskQueue中
fetchFromScheduledTaskQueue();
//从taskQueue中取出任务
Runnable task = pollTask();
if (task == null) {
//执行tailQueue中的任务
afterRunningAllTasks();
return false;
}
//计算截止时间
//ScheduledFutureTask.nanoTime()：定时任务开始执行到现在的时间
final long deadline = ScheduledFutureTask.nanoTime() + timeoutNanos;
long runTasks = 0;
long lastExecutionTime;
for (;;) {
//执行任务
safeExecute(task);
runTasks ++;
// Check timeout every 64 tasks because nanoTime() is relatively expensive.
// XXX: Hard-coded value - will make it configurable if it is really a problem.
if ((runTasks & 0x3F) == 0) {
//每64次刷新一次：距离任务开始的时间
lastExecutionTime = ScheduledFutureTask.nanoTime();
if (lastExecutionTime >= deadline) {
break;
}
}
task = pollTask();
if (task == null) {
lastExecutionTime = ScheduledFutureTask.nanoTime();
break;
}
}
//执行tailQueue中的任务
afterRunningAllTasks();
this.lastExecutionTime = lastExecutionTime;
return true;
}
因此，ioRatio的作用是以处理IO事件的时长为参考，决定执行taskQueue中的任务的超时时间。如果设置为100的话，则会一直执行，直到队列为空。ioRatio的默认值是50因此是1：1，超时时间和IO事件处理事件是一样的，那么怎么设置这个值呢？当前在处理IO事件，是在bossGroup里面。在这里设置。
NioEventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
bossGroup.setIoRatio(100);
NioEventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
另外以上的一些列ScheduledFutureTask从哪里来呢？
NioEventLoop的父类AbstractScheduledEventExecutor持有一个定时任务队列
PriorityQueue<ScheduledFutureTask<?>> scheduledTaskQueue;
而NioEventLoop通过暴露schedule()方法来允许用户添加定时任务到该任务队列
@Override
public <V> ScheduledFuture<V> schedule(Callable<V> callable, long delay, TimeUnit unit) {
ObjectUtil.checkNotNull(callable, "callable");
ObjectUtil.checkNotNull(unit, "unit");
if (delay < 0) {
delay = 0;
}
validateScheduled0(delay, unit);
return schedule(new ScheduledFutureTask<V>(
this, callable, ScheduledFutureTask.deadlineNanos(unit.toNanos(delay))));
}
<V> ScheduledFuture<V> schedule(final ScheduledFutureTask<V> task) {
if (inEventLoop()) {
scheduledTaskQueue().add(task);
} else {
execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
scheduledTaskQueue().add(task);
}
});
}
return task;
}
PriorityQueue<ScheduledFutureTask<?>> scheduledTaskQueue() {
if (scheduledTaskQueue == null) {
scheduledTaskQueue = new DefaultPriorityQueue<ScheduledFutureTask<?>>(
SCHEDULED_FUTURE_TASK_COMPARATOR,
// Use same initial capacity as java.util.PriorityQueue
11);
}
return scheduledTaskQueue;
}
