Java IO：SocketChannel和Selector在ZooKeeper中应用

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假设不了解SocketChannel和Selector。请先阅读我的还有一篇博文：点击打开链接

ZooKeeper的启动从QuorumPeerMain类的main函数開始：

调用顺序是： Main -> initializeAndRun-> runFromConfig

一、默认的NIOServerCnxnFactory通信方式

当中runFromConfig主要做了两件事情：

（1）初始化client与服务端的网络通信处理类ServerCnxnFactory：

ServerCnxnFactory cnxnFactory = ServerCnxnFactory.createFactory();

而createFactory函数的内部实现是：

if (serverCnxnFactoryName == null) {
 serverCnxnFactoryName = NIOServerCnxnFactory.class.getName();
}

try {
 return(ServerCnxnFactory) Class.forName(serverCnxnFactoryName).newInstance();
} catch (Exception e) {
            IOException ioe = new IOException("Couldn't instantiate "
                    + serverCnxnFactoryName);
            ioe.initCause(e);
            throw ioe;
}

能够看到默认初始化的ServerCnxnFactory是NIOServerCnxnFactory，这是Java NIO方式的网络通信，另外还有NettyServerCnxnFactory类提供Netty通信方式。

（2）启动QuorumPeer：

quorumPeer.start();

内部会调用初始化好的ServerCnxnFactory类的start函数：

cnxnFactory.start();

二、NIOServerCnxnFactory.start()方法

@Override
   publicvoidstart() {
        stopped = false;
        if (workerPool == null){
            workerPool = new WorkerService(
                "NIOWorker", numWorkerThreads, false);
        }

        //先启动一堆selector线程
        for(SelectorThread thread : selectorThreads) {
            if (thread.getState() == Thread.State.NEW) {
                thread.start();
            }
        }

        //再启动accept线程
        if (acceptThread.getState() == Thread.State.NEW) {
            acceptThread.start();
        }

        //最后启动expire线程
        if (expirerThread.getState() ==Thread.State.NEW){
            expirerThread.start();
        }
    }

三、NIOServerCnxnFactory中几个线程类的关系

NIOServerCnxnFactory中包括了三个类：

（1）AbstractSelectThread：SelectorThread类和AcceptThread类的共同父类，维护了一个selector选择器对象。

（2）AcceptThread：管理新的ZooKeeper client连接请求，实际上就是利用父类的选择器selector监听ServerSocketChannel的“SelectionKey.OP_ACCEPT”事件，一旦来新的请求，负责建立好和client的连接SocketChannel，并从SelectorThread线程池分配一个线程。将该SocketChannel连接放入SelectorThread线程维护的acceptedQueue队列中。

（3）SelectorThread：监听AcceptThread分配的已经建立的SocketChannel连接上发生的数据读写事件，并运行实际数据读写。

实际上就是利用父类的选择器selector监听在acceptedQueue队列中建立好的连接的数据读写事件。一旦读写事件发生，调用handleIO函数处理读写请求。

以下是读写事件监听线程的线程池selectorThreads的初始化：

for(inti=0; i<numSelectorThreads;++i) {
            selectorThreads.add(newSelectorThread(i));
       }

以下是新连接管理线程acceptThread的初始化：

this.ss =ServerSocketChannel.open();
ss.socket().setReuseAddress(true);
LOG.info("binding to port " + addr);
ss.socket().bind(addr);
ss.configureBlocking(false);
acceptThread= newAcceptThread(ss, addr, selectorThreads);

然后NIOServerCnxnFactory.start()将会启动这些线程。

AcceptThread的run函数非常easy。就是监听连接SelectionKey.op_accept事件，然后建立SocketChannel连接。并分配一个SelectorThread线程来处理该连接，详细就不详述了。

SelectorThread的run函数核心就是监听到SelectionKey.OP_READ事件后运行handleIO函数，详细怎样和client进行数据交互计划放在其它文章中介绍。