Netty的异步理解

Netty是以事件驱动的，那什么是事件驱动，简单理解就是闹钟，你以前读书的时候用过闹钟吧，你晚上10点定时到噪声6点闹，你不会等着他走到6点到，你肯定睡觉去啦，6点了闹钟闹铃响了，你就知道要起床了，这就是事件驱动，闹钟闹铃就是一个事件，驱动着你得起来了。这个是最常见的生活中的例子啊，Netty基本上所有的逻辑都是事件驱动的，常见的就是处理器的监听读写事件，你应该没看到处理器是在一个死循环里轮询读写吧，只有当有读写事件的时候，从缓冲区读出事件了，才会去向管道里发送，然后被相应的处理器方法执行。而且他也提供了异步回调的机制，几乎所有的输出事件都是有异步回调结果的，一个ChannelFuture对象，这个就是用来接收回调事件，从而驱动你做其他事。

JDK的Future

要讲异步回调，得先讲下这个，这个是Netty对JDK的Future的封装，JDK已经有了，为什么还要封装，那我们就要来看下JDK的Future接口：

    public interface Future<V> {
      
        boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);
       
        boolean isCancelled();
        
        boolean isDone();
       
        V get() throws InterruptedException, ExecutionException;
    
        V get(long timeout, TimeUnit unit)
            throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
    }

可以看到，对于事情的进度，只有一个isDone方法，只是告诉你完成了没有，具体是成功了，失败了，还是取消了，还是异常了，其实是不清楚。另外get方法是阻塞的，就算你用超时的方法，你也得轮询，你压根不知道什么时候有返回。基于这些问题，netty对他进行了升级。

Netty的Future

首先Netty希望能知道到底是不是成功了还是失败了，还要能知道如果失败了，是否有异常，最重要的还是想要完成的时候通知我，而不是我一直去轮询或者阻塞，所以使用了观察者模式，可以添加监听器，主要是下列4个方法：

     boolean isSuccess();
     Throwable cause();
     Future<V> addListener(GenericFutureListener<? extends Future<? super V>> listener);
     Future<V> removeListener(GenericFutureListener<? extends Future<? super V>> listener);

ChannelFuture

前面有了回调，那现在我们想要看一些IO操作的回调，也就是通道里的操作回调，而且回调后能对通道再做一些操作，所以我们希望回调能把通道实例传进来，于是有了这个接口，加了一个获取通道的方法，有了通道基本上已经万能了。

我们可以根据一些方法可以判断具体的完成情况，比如：

Promise

前面定义了一大堆，但是怎么样算成功，怎么样算失败呢，当然是需要根据情况设置啦，所以需要可以设置的接口，这个接口就是可以设置成功与失败的。主要是下列方法，为什么有tryXXX，因为规定成功和失败结果只能设置一次，不能重复设置，重复设置就报异常，所以可以尝试，如果设置了就返回失败：

    
        Promise<V> setSuccess(V result);
    
        boolean trySuccess(V result);
    
        Promise<V> setFailure(Throwable cause);
    
        boolean tryFailure(Throwable cause);

ProgressivePromise

除了想知道结果外，能不能知道运行的进度啊，比如为发一个大文件，你能告诉我现在发送了百分之多少么，于是又加了进度的方法，try是因为可能已经完成了或者超出进度最大范围了，就什么都不做返回失败：

    
        ProgressivePromise<V> setProgress(long progress, long total);
    
        boolean tryProgress(long progress, long total);

其他的一些异步接口也差不多，我就不多说了，下面分析下使用和原理。

进行write

如果我们希望发送一个消息出去，等发完了告诉我，于是我这么写，为什么我把write和flush分开呢，因为连在一起可能会直接发出去，这个时候连事件还没监听就有了结果了，再监听就直接返回结果了，感觉就是同步的了，后面会源码解释：

     		ChannelFuture channelFuture = ctx.write(buf);
            channelFuture.addListener(future -> {
                if (future.isSuccess()) {
                    System.out.println(future);
                }
            });
            ctx.flush();

事件完成监听器

我们普通的监听器就是这样，有个回调方法：

事件进度监听器

还有一类是有进度的回调，多了一个进度回调方法：

追踪写回调结果channelFuture

我们还是一步步debug来弄清楚这个异步回调这么来的，又是怎么回调的。当你调用写的时候他会创建一个可写的异步回调。

创建异步回调newPromise

会将当前的通道和事件循环执行器传进去，这样就能 保证回调的时候我们就能拿到通道实例 ，就可以干好多事啦，这里为什么还要有个执行器，通道里不是有么，其实这里的执行器是处理器上下文的执行器，可能和通道的不一样，看你创建的时候有没传了：

可以看到，执行器不一定是通道的，如果创建的时候没传，那就用通道的，否则可能是其他通道的执行器哦。

创建的时候可能会传，不过一般是null。

成功创建异步回调promise编号1811

HeadContext的write

随后传入这里：

ChannelOutboundBuffer的addMessage

然后又到这里：

Entry的newInstance

最后被封装到Entry中，也就是出站缓冲区里，居然没有写什么结果，是的，write是没回调的，只有flush了才有。

监听写回调结果

可见这个时候还没任何结果，于是我们添加监听器：

DefaultChannelPromise的addListener

最后到了这里：

     @Override
        public ChannelPromise addListener(GenericFutureListener<? extends Future<? super Void>> listener) {
            super.addListener(listener);
            return this;
        }
    
    @Override
        public Promise<V> addListener(GenericFutureListener<? extends Future<? super V>> listener) {
            checkNotNull(listener, "listener");
            //同步添加
            synchronized (this) {
                addListener0(listener);
            }
    
            if (isDone()) {//如果完成了，就直接通知
                notifyListeners();
            }
    
            return this;
        }

DefaultChannelPromise的addListener0

这个方法在外面添加了同步操作，避免多线同时添加的安全问题，然后把监听器添加进去，如果监听器是DefaultFutureListeners类型就直接添加，否则就把监听器封装成DefaultFutureListeners类型。

     private void addListener0(GenericFutureListener<? extends Future<? super V>> listener) {
            if (listeners == null) {
                listeners = listener;//没有监听器
            } else if (listeners instanceof DefaultFutureListeners) {//是DefaultFutureListeners就添加
                ((DefaultFutureListeners) listeners).add(listener);
            } else {//创建一个，放进去
                listeners = new DefaultFutureListeners((GenericFutureListener<?>) listeners, listener);
            }
        }

DefaultFutureListeners

这个是个单独的类型，是个容器，主要是用来放监听器的，我们可以看到，初始某人有个监听器数组，长度是2，如果超出了就会扩容2倍。而且他还能统计有多少个是GenericProgressiveFutureListener类型的。

    final class DefaultFutureListeners {
    
        private GenericFutureListener<? extends Future<?>>[] listeners;//监听器数组
        private int size;//监听器个数，也是添加的索引
        private int progressiveSize; // the number of progressive listeners 进度监听器数
    
        @SuppressWarnings("unchecked")
        DefaultFutureListeners(
                GenericFutureListener<? extends Future<?>> first, GenericFutureListener<? extends Future<?>> second) {
            listeners = new GenericFutureListener[2];
            listeners[0] = first;
            listeners[1] = second;
            size = 2;
            if (first instanceof GenericProgressiveFutureListener) {
                progressiveSize ++;
            }
            if (second instanceof GenericProgressiveFutureListener) {
                progressiveSize ++;
            }
        }
        //添加监听回调器，满了就扩容，每次2倍
        public void add(GenericFutureListener<? extends Future<?>> l) {
            GenericFutureListener<? extends Future<?>>[] listeners = this.listeners;
            final int size = this.size;
            if (size == listeners.length) {
                this.listeners = listeners = Arrays.copyOf(listeners, size << 1);
            }
            listeners[size] = l;
            this.size = size + 1;
    
            if (l instanceof GenericProgressiveFutureListener) {
                progressiveSize ++;//进度监听器数+1
            }
        }
        //移除回调监听器
        public void remove(GenericFutureListener<? extends Future<?>> l) {
            final GenericFutureListener<? extends Future<?>>[] listeners = this.listeners;
            int size = this.size;
            for (int i = 0; i < size; i ++) {
                if (listeners[i] == l) {
                    int listenersToMove = size - i - 1;
                    if (listenersToMove > 0) {//向前移动数组元素
                        System.arraycopy(listeners, i + 1, listeners, i, listenersToMove);
                    }
                    listeners[-- size] = null;
                    this.size = size;
    
                    if (l instanceof GenericProgressiveFutureListener) {
                        progressiveSize --;
                    }
                    return;
                }
            }
        }
        //所有监听器
        public GenericFutureListener<? extends Future<?>>[] listeners() {
            return listeners;
        }
    
        public int size() {
            return size;
        }
    
        public int progressiveSize() {
            return progressiveSize;
        }
    }

DefaultChannelPromise的isDone

这个时候还没结果哦：

当然是没完成啦：

于是没完成，这里就是我前面说了，如果完成了，就直接通知了，但是没完成，就不执行：

至此写操作和添加监听操作完成了，接下去就是要flush啦，我们下一篇讲吧。

好了，今天就到这里了，希望对学习理解有帮助，大神看见勿喷，仅为自己的学习理解，能力有限，请多包涵。

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吃透 Netty 源码

吃透Netty源码系列五十二之ChannelFuture异步回调详解一