Netty分布式flush方法刷新buffer队列源码剖析

flush方法

上一小节学习了writeAndFlush的write方法, 这一小节我们剖析flush方法

通过前面的学习我们知道, 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

以上就是flush操作的相关逻辑，更多关于Netty分布式flush方法刷新buffer队列的资料请关注我们其它相关文章！