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2023-11-08
Tomcat源码学习
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Nio2Endpoint是Tomcat中实现异步I/O的组件之一。它基于Java NIO.2 API,通过充分的抽象和设计,实现了高效的异步I/O模型。下面将详细介绍Nio2Endpoint的组件和工作原理。

Nio2Endpoint组件设计

Nio2Endpoint组件由以下几个关键组件构成:

  1. Nio2Acceptor:负责监听新的连接请求,并将连接封装成Nio2SocketWrapper对象,然后将其交给线程池处理。
  2. Nio2SocketWrapper:封装了AsynchronousSocketChannel,并提供了接口供Http11Processor读写数据。
  3. SocketProcessor:负责处理请求的任务类,持有Nio2SocketWrapper对象。
  4. Http11Processor:负责处理HTTP协议的请求和响应。

Nio2Acceptor的工作原理

Nio2Acceptor负责监听新的连接请求。与NioEndpoint不同的是,Nio2Acceptor不是在一个死循环中不断调用accept方法来接收连接,而是使用回调方法来监听连接请求。

具体来说,Nio2Acceptor实现了CompletionHandler接口,并在completed方法中处理连接请求。当有新的连接到达时,Nio2Acceptor会得到一个AsynchronousSocketChannel对象,并将其封装成Nio2SocketWrapper对象,然后创建一个SocketProcessor任务类,并将其交给线程池处理。

需要注意的是,Nio2Acceptor在处理连接请求时,会检查连接数是否达到最大限制。如果没有达到最大限制,会继续接收新的连接;如果达到最大限制,会将任务放入线程池中执行。

Nio2SocketWrapper的工作原理

Nio2SocketWrapper封装了AsynchronousSocketChannel,并提供了接口供Http11Processor读写数据。

在异步I/O模式下,Http11Processor无法阻塞等待数据,因此在调用Nio2SocketWrapper的read方法时,需要注册一个回调类。当数据到达时,回调类会被调用,并重新创建一个新的SocketProcessor任务来处理连接。

为了保证数据的完整性,Http11Processor会通过两次read调用来完成数据的读取操作。第一次read调用在连接建立后立即发起,但如果数据还没有到达,Http11Processor会将Nio2SocketWrapper标记为数据不完整。第二次read调用在数据到达后执行,此时数据已经被拷贝到应用层的Buffer中,Http11Processor可以通过Nio2SocketWrapper读取数据。

总结

Nio2Endpoint是Tomcat中实现异步I/O的关键组件之一。它通过充分的抽象和设计,实现了高效的异步I/O模型。Nio2Endpoint的工作原理是基于Java NIO.2 API,通过回调方法和任务处理,实现了连接的监听和数据的读写操作。


Learn more:

  1. Nio2Endpoint组件:Tomcat如何实现异步I/O?(下)-阿里云开发者社区
  2. Nio2Endpoint组件:Tomcat如何实现异步I/O?(上)-阿里云开发者社区
  3. 死磕Tomcat系列(2)--EndPoint源码解析 - 掘金

本文作者:yowayimono

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