首先回顧下, Netty中的IO線程主要完成三件事
1.輪詢IO事件
2.處理IO事件
3.執行任務

在輪詢IO事件的過程中,在Linux系統下, 使用epoll實現.
涉及的Netty代碼如下

private void select() {// ...int selectedKeys = selector.select(timeoutMillis);// ...}具體源碼位置: io.netty.channel.nio.NioEventLoop#select

當IO線程執行以上代碼的時候, 如果超時時間timeoutMillis還沒有到達的情況下, IO線程就會處于阻塞狀態. 這個時候如果非IO線程需要向對端寫數據, 由于Netty是異步的框架, 它的實現是非IO線程將寫數據封裝成一個任務提交到IO線程的任務隊列里.

當任務提交到任務隊列后, 那么就會面臨一個問題.此時的IO線程處于阻塞狀態, 是否需要喚醒它呢?
答案是需要喚醒, 之所以要把它喚醒, 是需要讓IO線程可以及時的處理剛剛非IO線程提交的任務.

@Override protected void wakeup(boolean inEventLoop) {if (!inEventLoop && wakenUp.compareAndSet(false, true)) {// 喚醒IO線程selector.wakeup();} }源碼位置: io.netty.channel.nio.NioEventLoop#wakeup

以上代碼, 就是喚醒的代碼, 主要調用的方法就是wakeup.

接下來通過查看它的系統調用, 弄清楚它到底是如何實現的.
代碼如下

// WakeUp.java import java.net.InetSocketAddress; import java.nio.channels.SelectionKey; import java.nio.channels.Selector; import java.nio.channels.ServerSocketChannel;public class WakeUp {public static void main(String[] args) throws Exception {ServerSocketChannel serverSocketChannel;Selector selector = Selector.open();serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8080), 64);serverSocketChannel.configureBlocking(false);serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);new Thread() {@Overridepublic void run() {try {System.out.print("Thread[" + Thread.currentThread().getName() + "]invoke select\r\n");// 底層調用epoll_wait而阻塞int readyChannels = selector.select();} catch (Exception x) {x.printStackTrace();}System.out.print("Success...\r\n");}}.start();// 之所以設置的時間比較久, 是為了讓程序暫時不結束Thread.sleep(5_60_000);System.out.print("Thread[" + Thread.currentThread().getName() + "]invoke wakeup\r\n");// 喚醒阻塞線程selector.wakeup();} }

以上代碼的邏輯比較簡單, 一個線程調用select()方法阻塞, 另一個線程喚醒它.
首先javac編譯以上代碼, 然后使用一個查看系統調用的命令strace.
strace -ff -o strace java WakeUp

具體如何使用strace請童鞋自行Google

執行以后, 通過以下步驟進行分析

使用jps查看進程ID號
獲得PID=1141
進入 /proc/1141/fd目錄下, 就可以查看到當前進程(PID=1141)打開的文件描述符

0,1,2這三個文件描述符是標準輸入,標準輸出和錯誤輸出.
4號文件描述符是在使用epoll實現的多路復用IO創建的一個文件描述符.
5,6這兩個文件描述符是一對管道.
7是select創建的套接字

在上面執行strace命令的時候, 在它的同目錄下會生成如下文件

通過搜索strace命令打印的文件內容, 查看具體的系統調用方法.

使用grep命令搜索關鍵字pipe

程序調用pipe這個系統調用創建管道.
其中的5和6是兩個文件描述符,也就是在/proc/1141/fd目錄下的那兩個5和6文件描述符.
5這個描述符用來讀取數據, 6這個描述符用來寫入數據, 這樣就實現了兩個進程之間的通信.

epoll三個關鍵的方法: epoll_create,epoll_ctl,epoll_wait.
epoll_create用于創建epoll文件描述符
epoll_ctl用于管理其他文件描述符
epoll_wait用于阻塞等待其他文件描述符就緒.

使用grep命令搜索關鍵字epoll

通過epoll_create創建4號文件描述符.
5和7這兩個文件描述符添加到epoll上(底層是添加到內核的紅黑樹).

在上面的Java代碼中, 當調用int readyChannels = selector.select()方法的時候, 底層就會調用epoll_wait方法, 那么線程就會阻塞在此.
當另一個線程調用selector.wakeup()的時候, 它就會向6號文件描述符寫入數據, 通過pipe通信的方式, 喚醒另一個阻塞的線程.
可以通過grep搜索關鍵字write驗證結論.

通過write系統調用向6號文件描述符寫入數據, 具體數據沒有任何含義, 它就是想喚醒阻塞的線程. 與6號文件描述符對應的是5號文件描述符. 由于epoll管理著5號文件描述符, 這樣epoll發現有文件描述符就緒(5號文件描述符就緒), 被阻塞的線程也就會被操作系統重新調度.

以上簡單介紹了Netty中IO線程如何阻塞和被喚醒的底層系統調用.

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的Netty之线程唤醒wakeup的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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