tomcatserver解析（五）-- Poller

在前面的分析中介绍过，Acceptor的作用是控制与tomcat建立连接的数量，但Acceptor仅仅负责建立连接。socket内容的读写是通过Poller来实现的。

 

Poller使用java nio来实现连接的管理。

关于nio。主要须要明白三个概念:Channel、Selector和SelectionKey.

在这里的使用上。它们之间的关系能够简单这样理解，Channel必须注冊到Selector上才干用于接收socket数据。在Selector上有数据到达的Channel能够用SelectionKey来表示

[注冊]

Poller使用nio来进行socket数据的读写，一个通过Poller的register方法，注冊到Poller上。

对Poller的注冊。先进入Poller内部维护的一个事件队列上。

Poller线程在运行过程中会去检查队列，将channel注冊到selector上。为了保证在多线程同一时候訪问时数据的一致性，这个队

     列是一个SynchronizedQueue，使用synchronized来保证对队列中数据的一致性。

注冊的时候。每一个channel会有KeyAttachment对象，用来进行channel上的多线程并发运行时的控制。

ServerSocketChannel建立连接是在Acceptor上。

[队列]

队列定义例如以下 private final SynchronizedQueue<PollerEvent>
events = new SynchronizedQueue<>();

队列中的每一个元素是PollerEvent对象，它携带完毕的处理channel相关的信息。

每一个事件在处理过程中。会依据事件的状态。来实现Channel到Selector上的注冊。队列处理完毕后，每一个注冊到Poller上的channel就完毕了到Selector上的注冊。

[socket数据读取]

Poller线程的run方法的主题部分使用while(true)的无限循环来运行。当所属的Endpoint正常运行的时候，在每次运行过程中，处理其事件队列，调用selector来读取数据，然后处理读取到的数据。

在run方法中。会调用 events方法来处理事件队列

调用selector.selectNow或selector.select(xxx)来获取有数据到达的channel

[Poller缓存]

在Poller中使用的缓存是来其所属的Endpoint的缓存。keyCache和eventCache

eventCache是PollerEvent事件的缓存，在Poller上注冊的时候，从eventCache中取出PollerEvent对象。重置这个对象。然后再放入Poller的事件队列中。Poller在处理队列的过程中。每从队列中取出一个要处理的PollerEvent事件，处理完之后，把这个PollerEvent对象放回缓存中。
  ---- 避免频繁地创建PollerEvent对象和GC回收。

keyCache是相应的socket信息的缓存，在Poller上注冊的时候。从keyCache中取出KeyAttachment对象。重置这个对象，作用附件用于channel到selector上的注冊。在Processor处理完数据之后。将这个KeyAttachment对象放回keyCache中。  -----
避免频繁地创建KeyAttachment对象和GC回收。

[多线程并发控制]

events队列。为SychronizedQueue<PollerEvent>，SychronizedQueue提供的offer、poll、size和clear方法都使用了sychronizedkeyword进行修饰，用来保证同一时刻仅仅有一个线程能对队列进行读写。

系统中是同一时候有多个Poller线程在执行的。每一个Polle线程有各自的events队列。但每一个Poller线程可能同一时候被多个Acceptor线程调用进行注冊。

[属性说明]

Poller的属性例如以下

        private Selector selector;

        private final SynchronizedQueue<PollerEvent>
events =

                new SynchronizedQueue<>();

        private volatile boolean close
= false;

        private long nextExpiration
= 0; //optimize expiration handling

        private AtomicLong
wakeupCounter = new AtomicLong(0);

        private volatile int keyCount
= 0;

selector，java nio必备组成部分

events 当前Poller的事件队列，主要是channel注冊事件

close 当前Poller是否可用的状态开关

nextExpiration 当前连接到此Poller上的socket超时的时限点。

Poller线程在其run方法的每遍运行过程中。会调用timeout方法来检查当前连接的socket，是否达到了超时的时限，假设达到了超时的时限。则告诉client连接超时。

每次运行完timeout方法后。会又一次设置nextExpiration的值

wakeupCounter的作用：1、告诉Poller当前有多少个新连接，这样当Poller进行selector的操作时，能够选择是否须要堵塞来等待读写请求到达。

2、标识Poller在进行select选择时。是否有连接到达。

假设有，就让当前的堵塞调用马上返回

这个地方比較隐晦，结合代码来进行解释

     channel注冊到Poller时运行的部分代码

       private void addEvent(PollerEvent
event) {

            events.offer(event);

            if (
wakeupCounter.incrementAndGet() == 0 ) selector.wakeup();

        }

     Poller的run方法部分代码

                if (wakeupCounter.getAndSet(-1)
> 0) {

              //if we are here, means we have other stuff to do

                    //do a non blocking select

                    keyCount = selector.selectNow();

                } else {

                    keyCount = selector.select(selectorTimeout);

                }

                wakeupCounter.set(0);

考虑以下的两个场景：

作用一。帮助Poller选择select方法

在run运行时，当前已经有了5个channel注冊到Poller上。所以wakeupCounter.getAndSet(-1) > 0 条件满足，Poller调用selector的非堵塞模式的select方法被调用

作用二，让当前堵塞的select方法马上返回

在run运行时，假设当前没有channel注冊到Poller上，wakeupCounter.getAndSet(-1) > 0 条件不满足。但wakeupCounter的值已经被设为-1了。Poller调用堵塞的select方法。在这期间，假设有新的channel注冊进来，则 wakeupCounter.incrementAndGet()
== 0条件满足。select.wakeup方法被调用。让selector.select(selectorTimeout)方法马上返回。

keyCount 注冊到Poller的channel中，I/O状态已经OK的的个数