Netty对底层Selector的优化

书唐瑞

发布于 2022-06-02 13:46:10

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发布于 2022-06-02 13:46:10

文章被收录于专栏：Netty历险记

在创建NioEventLoop时会封装一个JDK底层的Selector属性

private Selector selector;

那么我们简单看一下这个Selector在JDK层面的实现

public abstract class SelectorImpl extends AbstractSelector {
    protected Set<SelectionKey> selectedKeys = new HashSet();
    protected HashSet<SelectionKey> keys = new HashSet();
    private Set<SelectionKey> publicKeys;
    private Set<SelectionKey> publicSelectedKeys;


    protected SelectorImpl(SelectorProvider var1) {
        super(var1);
        if (Util.atBugLevel("1.4")) {
            this.publicKeys = this.keys;
            this.publicSelectedKeys = this.selectedKeys;
        } else {
            this.publicKeys = Collections.unmodifiableSet(this.keys);
            this.publicSelectedKeys = Util.ungrowableSet(this.selectedKeys);
        }
    }
}

从源码中我们可以发现, 当服务器监听到事件后会封装成SelectionKey放到HashSet中, 然后程序就可以从这个HashSet中取出事件进行处理.

而HashSet的add方法的时间复杂度是O(n), 为此Netty通过反射机制, 将底层的这个HashSet用数组替换了, 毕竟向数组中添加数据的时间复杂度是O(1), 那么我们从代码中找到答案吧.

NioEventLoop(NioEventLoopGroup parent, Executor executor, SelectorProvider selectorProvider,
                 SelectStrategy strategy, RejectedExecutionHandler rejectedExecutionHandler) {
        
    selector = openSelector();
}

跟进openSelector()方法

private SelectorTuple openSelector() {
  final SelectedSelectionKeySet selectedKeySet = new SelectedSelectionKeySet();
}

它创建了一个SelectedSelectionKeySet对象, 我们再看下这个类

final class SelectedSelectionKeySet extends AbstractSet<SelectionKey> {


    SelectionKey[] keys;
    int size;


    SelectedSelectionKeySet() {
        keys = new SelectionKey[1024];
    }


    @Override
    public boolean add(SelectionKey o) {
        if (o == null) {
            return false;
        }


        keys[size++] = o;
        if (size == keys.length) {
            increaseCapacity();
        }


        return true;
    }
}

从这里我们可以发现, 这个Set集合底层使用的是数组, 调用add方法时直接向数组中添加元素就可以, 时间复杂度O(1).

接下来看下Netty使用反射替换掉那个HashSet

Field selectedKeysField = selectorImplClass.getDeclaredField("selectedKeys");
Field publicSelectedKeysField = selectorImplClass.getDeclaredField("publicSelectedKeys");
          

selectedKeysField.set(unwrappedSelector, selectedKeySet);
publicSelectedKeysField.set(unwrappedSelector, selectedKeySet);

Netty就是通过反射用这个SelectedSelectionKeySet类替换掉了Selector类中的HashSet.

这个地方之所以被Netty搞成这样, 其实还是为了性能. 因为这个地方是涉及数据读写的源头, 如果这个地方的性能不高, 会严重影响到程序的性能. 这也归根结底回到了数据结构的知识.

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原始发表：2019-10-19，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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