阿里面试真题:NIO为什么不适合文件上传场景、如何优雅解决

该系列已分别介绍了服务端、客户端的启动流程，本文将重点剖析Netty是如何封装NIO的读事件。

温馨提示：本文虽然是源码分析，但强烈建议精读，根据源码阐述其背后的设计哲学，也用黑体进行了标注，请特别留意。

在阅读本篇文章之前，请稍微思考如下几个问题：

• NIO为什么不适合文件上传等场景
• NIO如何避免一个超大数据传送的连接对其他请求的影响
• NIO如何处理半关闭

１、读事件概述

关于Read事件在SocketChannel与ServerSocketChannel所对应的操作不一样，在SocketChannel中，则对应数据读，而在ServerSocketChannel中则被被封装成接受客户端的连接请求。

NIO read事件入口在NioEventLoop的processSelectedKey方法，截图如下：

其核心入口为UnSafe的read方法，关于UnSafe的类层次结构如下图所示：

• AbstractNioByteChannel的内部类NioByteUnsafe#read
  SocketChannel对应的读事件处理流程，即IO读的处理实现。
• AbstractNioMessageChannel的内部类NioMessageUnsafe#read
  ServerSocketChannle对应的读事件处理流程。

接下来将分别介绍这两个流程。

2、IO读事件处理流程

IO读事件由AbstractNioByteChannel内部类AbstractNioUnsafe的read方法实现，接下来重点剖析该方法，从中窥探Netty对IO读事件的处理。

Step1：如果没有开启自动注册读事件，在每一次读时间处理过后会取消读事件，默认为自动注册。

温馨提示：如果通道不注册读事件，将无法从通道中读取数据，即无法处理请求或接受响应。

如果没有开启自动读事件，需要应用程序在需要的时候手动调用通道的read方法。

取消读事件，Netty基于NIO给出了非常标准的实现，基本可以当场模板代码使用：

其实现关键点：首先判断键值对是否有效，然后通过位运算进行取消注册。

Step2：创建接受缓存区内存分配器，这里有两个关键点：

• maxMessagesPerRead
  每一个通道在一次读事件处理过程中最多可以调用底层Socket进行读取的次数，默认为16次，这里的设计哲学是避免一个通道需要读取太多的数据，从而影响其他通道的数据读，因为在一个事件选择器中多个通道的读事件是串行执行的。
• RecvByteBufAllocator
  接受缓冲区的内存分配策略，分为分配固定大小(不够时扩容)、动态变化(根据历史分配的大小，动态条件合适的内存大小)，这里主要的设计哲学是合理利用内存，并减少扩容，提高内存的分配效率与使用效率。

Step3：循环处理读事件，最多处理maxMessagePerRead。接下来探讨一下单次读事件的处理流程。

Step4：进行一次IO读处理，其处理有如下几个关键点：

• 首先分配一个ByteBuf，俗称接收缓存区，用来存放从网络中读取的内容。
• 获取一下分配到的累积缓存区可写的字节数，这个后面有妙用。调用底层网络读API从网卡中读取数据，NIO的读取实现如下所示：

即调用NIO中的SocketChannel进行读数据，其返回参数表示这次从网卡中读取到的字节数。如果读取到的字节少于0，则表示对端通道已关闭，己端也需要进行相应的处理，例如关闭通道。

• 读到一批数据后，会通过事件传播机制向事件链中传播channelRead事件，触发后续对该批数据的处理。

Step5：判断该通道是否需要继续读，其基本依据如下：

• 如果未开启自动注册读事件，读完一次之后将不再继续读取。
• 如果本次读取到的字节数小于接收缓存区，说明此刻网卡中没有可读数据，等下一次读事件触发再继续读。

Step6：一次或多次读操作结束后，会触发一次读完成事件，向整个事件链传播。

整个网络读处理流程就介绍到这了。

3、接受连接处理流程

在Netty中，服务端接收客户端的连接请求(OP_ACCEPT)，被封装在channelRead 事件中，其代码入口为：AbstractNioMessageChannel　的内部类NioMessageUnsafe的read方法。

其大概的实现要点在前面已经介绍，这里主要看一下NioServerSocketChannel的doReadMessage。

通过使用底层的NIO接受一个连接，并获取NioSocketChannel对象。然后继续该对象向下传播channelRead事件，在后续的处理器中对该对象进行操作，例如将其注册读事件，从而触发网络的读操作，关于NioSocketChannel如何绑定读事件、注册业务相关的事件监听器机制已经在Netty进阶：手把手教你如何编写一个NIO服务端中详细介绍，本文就不再重复。

本文转载自公众号：中间件兴趣圈