netty（十七）源码分析之客户端创建

相对于服务端，Netty客户端的创建更加复杂，除了要考虑线程模型、异步连接、客户端连接超时等因素外，还需要对连接过程中的各种异常进行考虑。

下面我们直接分析客户端连接操作：

首先要创建和初始化NioSocketChannel，代码如下：

    private ChannelFuture doConnect(final SocketAddress remoteAddress, final SocketAddress localAddress) {        final ChannelFuture regFuture = initAndRegister();        final Channel channel = regFuture.channel();        if (regFuture.cause() != null) {            return regFuture;        }

从NioEventLoopGroup总获取NioEventLoop，然后使用其作为参数创建NioSocketChannel，代码如下：

    Channel createChannel() {        EventLoop eventLoop = group().next();        return channelFactory().newChannel(eventLoop);    }

初始化Channel之后，将其注册到Selector上，代码如下：

        ChannelPromise regFuture = channel.newPromise();        channel.unsafe().register(regFuture);

链路创建成功之后，发起异步TCP连接，代码如下：

    private static void doConnect0(            final ChannelFuture regFuture, final Channel channel,            final SocketAddress remoteAddress, final SocketAddress localAddress, final ChannelPromise promise) {        // This method is invoked before channelRegistered() is triggered.  Give user handlers a chance to set up        // the pipeline in its channelRegistered() implementation.        channel.eventLoop().execute(new Runnable() {            @Override            public void run() {                if (regFuture.isSuccess()) {                    if (localAddress == null) {                        channel.connect(remoteAddress, promise);                    } else {                        channel.connect(remoteAddress, localAddress, promise);                    }

由上述代码可以看出，从doConnnect0操作开始，连接操作切换到了Netty的NIO线程NioEventLoop中进行，此时客户端返回，连接操作异步执行。

doConnect0最终调用Headhandler的connect方法，代码如下：

        public void connect(                ChannelHandlerContext ctx,                SocketAddress remoteAddress, SocketAddress localAddress,                ChannelPromise promise) throws Exception {            unsafe.connect(remoteAddress, localAddress, promise);        }

AbstractNioUnsafe的connect操作如下。

                if (doConnect(remoteAddress, localAddress)) {                    fulfillConnectPromise(promise, wasActive);                } else {

需要注意的是，SocketChannel执行connect()操作后有以下三种结果。

（1）连接成功，返回true；

（2）暂时没有连接上，服务端没有返回ACK应答，连接结果不确定，返回false；

（3）连接失败，直接抛出I/O异常。

如果是第二种结果，需要将NioSocketChannel中的selectionKey设置为OP_CONNECT，监听连接结果。

异步连接返回之后，需要判断连接结果，如果连接成功，则触发ChannelActive事件，代码如下（在fulfillConnectPromise方法中）：

            if (!wasActive && isActive()) {                pipeline().fireChannelActive();            }

ChannelActive事件处理最终会将NioSocketChannel中的selectionKey设置为SelectionKey.OP_READ，用于监听网络读操作。

客户端连接超时机制

对于SocketChannel接口，JDK并没有提供连接超时机制，需要NIO框架或者用户自己扩展实现。Netty利用定时器提供了客户端连接超时控制功能，下面我们详细看下该功能：

首先，用户在创建Netty客户端的时候，可以通过ChannelOption.CONNECT_TIMEOUT_MILLIS配置项设置连接超时时间，代码如下：

b.group（）.opration(ChannelOption.CONNECT_TIMEOUT_MILLIS,3000);

发起连接的同时，启动连接超时检测定时器，代码如下（在AbstractNioChannel中）：

                        connectTimeoutFuture = eventLoop().schedule(new Runnable() {                            @Override                            public void run() {                                ChannelPromise connectPromise = AbstractNioChannel.this.connectPromise;                                ConnectTimeoutException cause =                                        new ConnectTimeoutException("connection timed out: " + remoteAddress);                                if (connectPromise != null && connectPromise.tryFailure(cause)) {                                    close(voidPromise());                                }                            }                        }, connectTimeoutMillis, TimeUnit.MILLISECONDS);

一旦超时定时器执行，说明客户端连接超时，构造连接超时异常，将异常结果设置到connectPromise中，同时关闭客户端连接，释放句柄。

如果在连接超时前获取到连接结果，则删除连接超时定时器，防止其被触发，代码如下：

                    promise.addListener(new ChannelFutureListener() {                        @Override                        public void operationComplete(ChannelFuture future) throws Exception {                            if (future.isCancelled()) {                                if (connectTimeoutFuture != null) {                                    connectTimeoutFuture.cancel(false);                                }

无论连接是否成功，只要获取到连接结果，之后就删除连接超时定时器。