Netty服务器启动源码剖析

文章目录

Netty服务器启动源码剖析
- 1、Netty服务器启动源码剖析
- - 1.1、执行new NioEventLoopGroup()时发生了什么
  - - 1.1.1、NioEventLoopGroup 成分
    - 1.1.2、追踪 new NioEventLoopGroup()
    - 1.1.3、总结
  - 1.2、引导类ServerBootstrap的创建与配置
  - - 1.2.1、ServerBootstrap 的成分
    - 1.2.2、ServerBootstrap 的配置
    - 1.2.3、总结
  - 1.3、执行ServerBootstrap.bind(PORT)时发生了什么
  - - 1.3.1、doBind 源码
    - 1.3.2、run 死循环
    - 1.3.3、总结

1、Netty服务器启动源码剖析

1.1、执行new NioEventLoopGroup()时发生了什么

本次分析创建workerGroup的过程（创建 bossGroup 的过程同理）：

/**
* EventLoopGroup 是一个线程组，其中的每一个线程都在循环执行着三件事情：
* select：轮询注册在其中的 Selector 上的 Channel 的 IO 事件
* processSelectedKeys：在对应的 Channel 上处理 IO 事件
* runAllTasks：再去以此循环处理任务队列中的其他任务
*/
EventLoopGroup workGroup = new NioEventLoopGroup();

1.1.1、NioEventLoopGroup 成分

Debug查看 workerGroup 的“成分”，可以看到它包含 8（cpu核数*2）个 NioEventLoop，每个 NioEventLoop 里面有选择器、任务队列、执行器等等：

NioEventLoop继承关系图：

1.1.2、追踪 new NioEventLoopGroup()

追踪 new NioEventLoopGroup() 的底层调用：

（1）new NioEventLoopGroup()

红色框圈住的构造方法的源码为：

    /*** Create a new instance.** @param nThreads          the number of threads that will be used by this instance.* @param executor          the Executor to use, or {@code null} if the default should be used.* @param chooserFactory    the {@link EventExecutorChooserFactory} to use.* @param args              arguments which will passed to each {@link #newChild(Executor, Object...)} call*/protected MultithreadEventExecutorGroup(int nThreads, Executor executor,EventExecutorChooserFactory chooserFactory, Object... args) {if (nThreads <= 0) {throw new IllegalArgumentException(String.format("nThreads: %d (expected: > 0)", nThreads));}// 这里的 ThreadPerTaskExecutor 实例是下文用于创建 EventExecutor 实例的参数if (executor == null) {executor = new ThreadPerTaskExecutor(newDefaultThreadFactory());// ThreadPerTaskExecutor 的源代码如下，它的功能是从线程工厂中获取线程来执行 command//public final class ThreadPerTaskExecutor implements Executor {//    private final ThreadFactory threadFactory;////    public ThreadPerTaskExecutor(ThreadFactory threadFactory) {//        if (threadFactory == null) {//            throw new NullPointerException("threadFactory");//        }//        this.threadFactory = threadFactory;//    }////    @Override//    public void execute(Runnable command) {//        threadFactory.newThread(command).start();//    }//}}// 这里定义了一个容量为 nThreads 的 EventExecutor 的数组children = new EventExecutor[nThreads];for (int i = 0; i < nThreads; i ++) {boolean success = false;try {// 往 EventExecutor 数组中添加元素children[i] = newChild(executor, args);success = true;} catch (Exception e) {// TODO: Think about if this is a good exception typethrow new IllegalStateException("failed to create a child event loop", e);} finally {if (!success) {// 添加元素失败，则 shutdown 每一个 EventExecutorfor (int j = 0; j < i; j ++) {children[j].shutdownGracefully();}for (int j = 0; j < i; j ++) {EventExecutor e = children[j];try {while (!e.isTerminated()) {e.awaitTermination(Integer.MAX_VALUE, TimeUnit.SECONDS);}} catch (InterruptedException interrupted) {// Let the caller handle the interruption.Thread.currentThread().interrupt();break;}}}}}// chooser 的作用是为了实现 next()方法，即从 group 中挑选一个 NioEventLoop 来处理连接上 IO 事件的方法chooser = chooserFactory.newChooser(children);final FutureListener<Object> terminationListener = new FutureListener<Object>() {// EventExecutor 的终止事件回调方法@Overridepublic void operationComplete(Future<Object> future) throws Exception {if (terminatedChildren.incrementAndGet() == children.length) {// 通过本类中定义的 Promise 属性的.setSuccess()方法设置结果，所有的监听者可以拿到该结果terminationFuture.setSuccess(null);}}};for (EventExecutor e: children) {// 为每一个 EventExecutor 添加终止事件监听器e.terminationFuture().addListener(terminationListener);}Set<EventExecutor> childrenSet = new LinkedHashSet<EventExecutor>(children.length);Collections.addAll(childrenSet, children);readonlyChildren = Collections.unmodifiableSet(childrenSet);}

（2）：newChild(executor, args) 方法，主要关注 NioEventLoop 中的选择器、任务队列、执行器等成分是从哪来的。

这里的 newChild() 方法包含了构建每一个 NioEventLoop 的细节，可以看到，newChild()调用了 NioEventLoop 的构造函数来构建每一个 NioEventLoop 实例。

执行器（executor）

调用 NioEventLoop 的构造函数的时候，传入的参数 parent 为上一层调用者，executor 为 ThreadPerTaskExecutor 的实例。上文的代码注释已经讲明了其来源和功能，如下：

// 这里的 ThreadPerTaskExecutor 实例是下文用于创建 EventExecutor 实例的参数
if (executor == null) {executor = new ThreadPerTaskExecutor(newDefaultThreadFactory());// ThreadPerTaskExecutor 的源代码如下，它的功能是从线程工厂中获取线程来执行 command//public final class ThreadPerTaskExecutor implements Executor {//    private final ThreadFactory threadFactory;////    public ThreadPerTaskExecutor(ThreadFactory threadFactory) {//        if (threadFactory == null) {//            throw new NullPointerException("threadFactory");//        }//        this.threadFactory = threadFactory;//    }////    @Override//    public void execute(Runnable command) {//        threadFactory.newThread(command).start();//    }//}
}

选择器（selector）

NioEventLoop 的构造方法中有一个 openSelector()，它完成了选择器（多路复用器）的初始化。其中 provider（源码追踪图1的step-3）、selectStrategy（源码追踪图1的step-4）由上一层传入。

openSelector() 源码分析

private SelectorTuple openSelector() {final Selector unwrappedSelector;try {// 通过往下追踪发现 provider.openSelector()最终调用了 WindowsSelectorImpl 类的构造方法构造出一个 Selector，因此 unwrappedSelector 是 WindowsSelectorImpl 的实例unwrappedSelector = provider.openSelector();//public class WindowsSelectorProvider extends SelectorProviderImpl {//    public WindowsSelectorProvider() {//    }////    public AbstractSelector openSelector() throws IOException {//        return new WindowsSelectorImpl(this);//    }//}} catch (IOException e) {throw new ChannelException("failed to open a new selector", e);}// Netty 对 NIO 的 Selector 的 selectedKeys 进行了优化（默认设置），用户可以通过 io.netty.noKeySetOptimization 开关决定是否启用该优化项。// 常量 DISABLE_KEY_SET_OPTIMIZATION = SystemPropertyUtil.getBoolean("io.netty.noKeySetOptimization", false);if (DISABLE_KEY_SET_OPTIMIZATION) {// 若没有开启 selectedKeys 优化，直接返回return new SelectorTuple(unwrappedSelector);//    SelectorTuple(Selector unwrappedSelector) {//        this.unwrappedSelector = unwrappedSelector;//        this.selector = unwrappedSelector;//    }}// 若开启 selectedKeys 优化，需要通过反射的方式从 Selector 实例中获取 selectedKeys 和 publicSelectedKeys，将上述两个成员变量置为可写，然后通过反射的方式使用 Netty 构造的 selectedKeys 包装类selectedKeySet 将原 JDK 的 selectedKeys 替换掉。Object maybeSelectorImplClass = AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Object>() {@Overridepublic Object run() {try {return Class.forName("sun.nio.ch.SelectorImpl",false,PlatformDependent.getSystemClassLoader());} catch (Throwable cause) {return cause;}}});if (!(maybeSelectorImplClass instanceof Class) ||// ensure the current selector implementation is what we can instrument.!((Class<?>) maybeSelectorImplClass).isAssignableFrom(unwrappedSelector.getClass())) {if (maybeSelectorImplClass instanceof Throwable) {Throwable t = (Throwable) maybeSelectorImplClass;logger.trace("failed to instrument a special java.util.Set into: {}", unwrappedSelector, t);}return new SelectorTuple(unwrappedSelector);}final Class<?> selectorImplClass = (Class<?>) maybeSelectorImplClass;final SelectedSelectionKeySet selectedKeySet = new SelectedSelectionKeySet();Object maybeException = AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Object>() {@Overridepublic Object run() {try {Field selectedKeysField = selectorImplClass.getDeclaredField("selectedKeys");Field publicSelectedKeysField = selectorImplClass.getDeclaredField("publicSelectedKeys");if (PlatformDependent.javaVersion() >= 9 && PlatformDependent.hasUnsafe()) {// Let us try to use sun.misc.Unsafe to replace the SelectionKeySet.// This allows us to also do this in Java9+ without any extra flags.long selectedKeysFieldOffset = PlatformDependent.objectFieldOffset(selectedKeysField);long publicSelectedKeysFieldOffset =PlatformDependent.objectFieldOffset(publicSelectedKeysField);if (selectedKeysFieldOffset != -1 && publicSelectedKeysFieldOffset != -1) {PlatformDependent.putObject(unwrappedSelector, selectedKeysFieldOffset, selectedKeySet);PlatformDependent.putObject(unwrappedSelector, publicSelectedKeysFieldOffset, selectedKeySet);return null;}// We could not retrieve the offset, lets try reflection as last-resort.}Throwable cause = ReflectionUtil.trySetAccessible(selectedKeysField, true);if (cause != null) {return cause;}cause = ReflectionUtil.trySetAccessible(publicSelectedKeysField, true);if (cause != null) {return cause;}selectedKeysField.set(unwrappedSelector, selectedKeySet);publicSelectedKeysField.set(unwrappedSelector, selectedKeySet);return null;} catch (NoSuchFieldException e) {return e;} catch (IllegalAccessException e) {return e;}}});if (maybeException instanceof Exception) {selectedKeys = null;Exception e = (Exception) maybeException;logger.trace("failed to instrument a special java.util.Set into: {}", unwrappedSelector, e);return new SelectorTuple(unwrappedSelector);}selectedKeys = selectedKeySet;logger.trace("instrumented a special java.util.Set into: {}", unwrappedSelector);return new SelectorTuple(unwrappedSelector,new SelectedSelectionKeySetSelector(unwrappedSelector, selectedKeySet));
}

任务队列（taskQueue）
- 在 NioEventLoop 的构造器中，通过 rejectedExecutionHandler、queueFactory 构造任务队列，newTaskQueue()根据参数 queueFactory 产生 Queue的实例。其中 rejectedExecutionHandler （源码追踪图1的step-5）由上一层传入，queueFactory可以自定义传入，否则为空。
- 追踪 super 方法
  - 看到 newTaskQueue()根据参数 queueFactory 产生的 Queue实例最终被赋值给了 SingleThreadEventExecutor 的 taskQueue 属性，taskQueue 是 SingleThreadEventExecutor 中的任务队列，而 NioEventLoop 又继承于 SingleThreadEventExecutor，因此 NioEventLoop 也就具有这个任务队列了。
  - 同理，NioEventLoop 中的定时任务队列 scheduledTaskQueue 也是这么得到的：AbstractScheduledEventExecutor 包含 scheduledTaskQueue 属性，NioEventLoop 又继承于 AbstractScheduledEventExecutor，构造 NioEventLoop 的时候初始化这个 scheduledTaskQueue，因此 NioEventLoop 就有了定时任务队列。

1.1.3、总结

（1）NioEventLoopGroup 的无参数构造函数会调用 NioEventLoopGroup 的有参数构造函数，最终把下面的参数传递给父类 MultithreadEventLoopGroup 的有参数构造函数。
nThreads=cpu核数*2
executor=null
chooserFactory=DefaultEventExecutorChooserFactory.INSTANCE
selectorProvider=SelectorProvider.provider()
selectStrategyFactory=DefaultSelectStrategyFactory.INSTANCE
rejectedExecutionHandler=RejectedExecutionHandlers.reject()
（2）父类 MultithreadEventLoopGroup 的有参数构造函数创建一个 NioEventLoop 的容器 children = new EventExecutor[nThreads]，并构建出若干个 NioEventLoop 的实例放入其中。

（3）构建每一个 NioEventLoop 调用的是 children[i] = newChild(executor, args)。

（4）newChild()方法最终调用了 NioEventLoop 的构造函数，初始化其中的选择器、任务队列、执行器等成分。

（5）本节只详述了 NioEventLoop 中选择器、任务队列、执行器三个成分的用途和由来，对于其他成分，可按照本节的代码追踪思路继续探究。

1.2、引导类ServerBootstrap的创建与配置

本节一起看下服务端启动类 ServerBootstrap 的创建与配置代码背后的逻辑。

ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();
// 设置线程组
serverBootstrap.group(bossGroup, workerGroup)
// 说明服务器端通道的实现类（便于 Netty 做反射处理）
.channel(NioServerSocketChannel.class)
// 临时存放已完成三次握手的请求的队列的最大长度。
.option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 100)
// 对服务端的 NioServerSocketChannel 添加 Handler
// LoggingHandler 是 netty 内置的一种 ChannelDuplexHandler，既可以处理出站事件，又可以处理入站事件，即 LoggingHandler 既记录出站日志又记录入站日志。
.handler(new LoggingHandler(LogLevel.INFO))
// 对服务端接收到的、与客户端之间建立的 SocketChannel 添加 Handler
.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {@Overridepublic void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {ChannelPipeline p = ch.pipeline();if (sslCtx != null) {// sslCtx.newHandler(ch.alloc())对传输的内容做安全加密处理p.addLast(sslCtx.newHandler(ch.alloc()));}// 如果需要的话，可以用 LoggingHandler 记录与客户端之间的通信日志// p.addLast(new LoggingHandler(LogLevel.INFO));// 业务 serverHandlerp.addLast(serverHandler);}
});

ServerBootstrap 提供了一系列的链式配置方法，具体而言就是 ServerBootstrap 对象的一个配置方法（比如.group()）处理完配置参数之后，会将当前 ServerBootstrap 对象返回，这样就能紧随其后继续调用该对象的其他配置方法（比如.channel()）。这是面向对象语言中常见的一种编程模式。

1.2.1、ServerBootstrap 的成分

此时 ServerBootstrap 刚刚被创建，且未进行设置。它包含一个 ServerBootstrapConfig 对象，而这个对象又引用了 ServerBootstrap 对象，因此两个是互相引用、互相包含的关系。此外还包含了 group、handler、childGroup、childHandler 等成分，目前这些成分都为 null，后面进行的各种设置就是为这些成分赋值。

ServerBootstrap 和 Bootstrap 一样，都继承于抽象类 AbstractBootstrap。因此两者具备很多相同的属性和 API，例如 group、channelFactory、localAddress、options、attrs、handler、channel()、channelFactory()、register()、bind()等等。

1.2.2、ServerBootstrap 的配置

.group(bossGroup, workerGroup)：作用是把 bossGroup 和 workerGroup 两个参数赋值给 ServerBootstrap 的成员变量 group（从父类 AbstractBootstrap 继承而来）和 childGroup。

.channel(NioServerSocketChannel.class)：作用是通过反射机制给当前 ServerBootstrap 中的 channelFactory 属性（从父类 AbstractBootstrap 继承而来）赋值。

服务端的 NioServerSocketChannel 实例就是通过这个 channelFactory 创建的，不过现在还没有开始创建，要等到后面调用.bind()的时候才会创建。

.option(ChannelOption.XXX, YYY)：作用是将可选项放入一个 options 集合中（给 NioServerSocketChannel 使用）。

.childOption(ChannelOption.XXX, YYY)：作用是将可选项放入一个 childOptions 集合中（给 NioSocketChannel 使用）。

.handler(ChannelHandler handler)：作用是将某个 Handler 赋值给 ServerBootstrap 实例的 handler 属性（从父类 AbstractBootstrap 继承而来）。

这个 handler 最终在.bind() 的时候，在 ServerBootstrap.init() 方法中被放入 NioServerSocketChannel 实例的 pipeline 中。
.childHandler(ChannelHandler handler)：作用是为接收客户端连接请求产生的 NioSocketChannel 实例的 pipeline 添加 Handler。
ChannelInitializer 本质是 ChannelHandler，通过重写 initChannel(SocketChannel ch) 方法，为接收客户端连接请求产生的 NioSocketChannel 实例的 pipeline 添加 Handler。
 .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {@Overridepublic void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {ChannelPipeline p = ch.pipeline();if (sslCtx != null) {// sslCtx.newHandler(ch.alloc())对传输的内容做安全加密处理p.addLast(sslCtx.newHandler(ch.alloc()));}// 如果需要的话，可以用 LoggingHandler 记录与客户端之间的通信日志// p.addLast(new LoggingHandler(LogLevel.INFO));// 业务 serverHandlerp.addLast(serverHandler);}})
p.addLast(serverHandler)：调用了 Pipeline 的 addLast 方法向 Pipeline 中的双向链表添加 ChannelHandlerContext 元素：

1.2.3、总结

（1）.group(bossGroup, workerGroup)把 bossGroup 和 workerGroup 两个参数赋值给 ServerBootstrap 的成员变量 group（从父类 AbstractBootstrap 继承而来）和 childGroup。

（2）.channel(NioServerSocketChannel.class)通过反射机制给当前 ServerBootstrap 中的 channelFactory 属性（从父类 AbstractBootstrap 继承而来）赋值。在调用.bind()的时候 channelFactory 会创建 NioServerSocketChannel 的实例。

（3）.option(ChannelOption.XXX, YYY) 将可选项放入一个 options 集合中（给 NioServerSocketChannel 使用）。

（4）.childOption(ChannelOption.XXX, YYY) 将可选项放入一个 childOptions 集合中（给 NioSocketChannel 使用）。

（5）.handler(ChannelHandler handler) 将某个 Handler 赋值给 ServerBootstrap 实例的 handler 属性（从父类 AbstractBootstrap 继承而来）。这个 handler 最终在.bind() 的时候，在 ServerBootstrap.init() 方法中被放入 NioServerSocketChannel 实例的 pipeline 中。

（6）.childHandler(ChannelHandler handler) 参数通常使用ChannelInitializer，其本质是 ChannelHandler，通过重写 initChannel(SocketChannel ch) 方法，为接收客户端连接请求产生的 NioSocketChannel 实例的 pipeline 添加 Handler。

1.3、执行ServerBootstrap.bind(PORT)时发生了什么

本节介绍的 bind(PORT) ，实质是调用 AbstractBootstrap 的 doBind(final SocketAddress localAddress) 方法。

1.3.1、doBind 源码

private ChannelFuture doBind(final SocketAddress localAddress) 源码：

PS： 主要关注 initAndRegister() 和 doBind0(regFuture, channel, localAddress, promise)。

private ChannelFuture doBind(final SocketAddress localAddress) {final ChannelFuture regFuture = initAndRegister();// (1) 初始化 NioServerSocketChannel 的实例，并且将其注册到 bossGroup 中的 EvenLoop 中的 Selector 中final Channel channel = regFuture.channel();if (regFuture.cause() != null) {return regFuture;}if (regFuture.isDone()) {// 若异步过程 initAndRegister()已经执行完毕，则进入该分支// At this point we know that the registration was complete and successful.ChannelPromise promise = channel.newPromise();doBind0(regFuture, channel, localAddress, promise);//(2) 调用底层 JDK 接口完成端口绑定和监听return promise;} else {// 若异步过程 initAndRegister()还未执行完毕，则进入该分支// Registration future is almost always fulfilled already, but just in case it's not.final AbstractBootstrap.PendingRegistrationPromise promise = new AbstractBootstrap.PendingRegistrationPromise(channel);// 监听 regFuture 的完成事件，完成之后再调用 doBind0(regFuture, channel, localAddress, promise);regFuture.addListener(new ChannelFutureListener() {@Overridepublic void operationComplete(ChannelFuture future) throws Exception {Throwable cause = future.cause();if (cause != null) {// Registration on the EventLoop failed so fail the ChannelPromise directly to not cause an// IllegalStateException once we try to access the EventLoop of the Channel.promise.setFailure(cause);} else {// Registration was successful, so set the correct executor to use.// See https://github.com/netty/netty/issues/2586promise.registered();doBind0(regFuture, channel, localAddress, promise);}}});return promise;}
}

（1）initAndRegister() 源码：

PS： 主要关注 newChannel() 、init(channel)、register(channel) 方法。

final ChannelFuture initAndRegister() {Channel channel = null;try {channel = channelFactory.newChannel();//(1-1) 创建 NioServerSocketChannel 实例init(channel);//(1-2) 对该 NioServerSocketChannel 进行初始化} catch (Throwable t) {if (channel != null) {// channel can be null if newChannel crashed (eg SocketException("too many open files"))channel.unsafe().closeForcibly();// as the Channel is not registered yet we need to force the usage of the GlobalEventExecutorreturn new DefaultChannelPromise(channel, GlobalEventExecutor.INSTANCE).setFailure(t);}// as the Channel is not registered yet we need to force the usage of the GlobalEventExecutorreturn new DefaultChannelPromise(new FailedChannel(), GlobalEventExecutor.INSTANCE).setFailure(t);}ChannelFuture regFuture = config().group().register(channel);//(1-3) 最终把 NioServerSocketChannel 实例注册到 bossGroup 中 EventLoop 中的 Selector 上。if (regFuture.cause() != null) {if (channel.isRegistered()) {channel.close();} else {channel.unsafe().closeForcibly();}}// If we are here and the promise is not failed, it's one of the following cases:// 1) If we attempted registration from the event loop, the registration has been completed at this point.//    i.e. It's safe to attempt bind() or connect() now because the channel has been registered.// 2) If we attempted registration from the other thread, the registration request has been successfully//    added to the event loop's task queue for later execution.//    i.e. It's safe to attempt bind() or connect() now://         because bind() or connect() will be executed *after* the scheduled registration task is executed//         because register(), bind(), and connect() are all bound to the same thread.return regFuture;
}

（1-1） newChannel() 源码追踪：
- 前面介绍 ServerBootstrap 的配置.channel(NioServerSocketChannel.class) 已经说明了 channelFactory 的作用。
- newChannel() 实质是 ReflectiveChannelFactory 通过反射创建 NioServerSocketChannel 实例。
- 在 NioServerSocketChannel 的空构造方法往下追踪源码，会发现传递了 SelectionKey.OP_ACCEPT 参数，并且赋予给 readInterestOp 属性，作用是标识该 Channel 感兴趣的事件。
- 继续追踪下去会在 AbstractChannel(Channel parent) 中的 newChannelPipeline() -> DefaultChannelPipeline(Channel channel) 创建了 ChannelPipeline。里面的 head、tail 实质是 ChannelHandlerContext 类型的双向链表。

（1-2）init(channel) 源码：

PS： init(channel) 方法在 AbstractBootstrap 中是抽象方法，在 ServerBootstrap 中进行了实现。注意这里添加了 ServerBootstrapAcceptor ，而且这是一个 ChannelInboundHandler。

/**
* ServerBootstrap.init()方法，它在 channel = channelFactory.newChannel() 之后被执行，用于初始化这个 channel
*/
@Override
void init(Channel channel) throws Exception {final Map<ChannelOption<?>, Object> options = options0();synchronized (options) {setChannelOptions(channel, options, logger);// 通过.option()设置的 TCP 参数就在这里应用//static void setChannelOptions(//        Channel channel, Map<ChannelOption<?>, Object> options, InternalLogger logger) {//    for (Map.Entry<ChannelOption<?>, Object> e: options.entrySet()) {//        setChannelOption(channel, e.getKey(), e.getValue(), logger);//    }//}}final Map<AttributeKey<?>, Object> attrs = attrs0();synchronized (attrs) {// 通过.attr()设置的附加属性就在这里应用for (Entry<AttributeKey<?>, Object> e: attrs.entrySet()) {@SuppressWarnings("unchecked")AttributeKey<Object> key = (AttributeKey<Object>) e.getKey();channel.attr(key).set(e.getValue());}}ChannelPipeline p = channel.pipeline();final EventLoopGroup currentChildGroup = childGroup;final ChannelHandler currentChildHandler = childHandler;final Entry<ChannelOption<?>, Object>[] currentChildOptions;final Entry<AttributeKey<?>, Object>[] currentChildAttrs;synchronized (childOptions) {currentChildOptions = childOptions.entrySet().toArray(newOptionArray(0));}synchronized (childAttrs) {currentChildAttrs = childAttrs.entrySet().toArray(newAttrArray(0));}p.addLast(new ChannelInitializer<Channel>() {@Overridepublic void initChannel(final Channel ch) throws Exception {// 获取 NioServerSocketChannel 实例的 pipelinefinal ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();// 这里的 config.handler()就是前面通过 .handler(ChannelHandler handler) 设置的 handlerChannelHandler handler = config.handler();if (handler != null) {// 将这个 handler 添加到 NioServerSocketChannel 实例的 pipeline 中pipeline.addLast(handler);}// 异步执行向 pipeline 添加 ServerBootstrapAcceptor 的步骤ch.eventLoop().execute(new Runnable() {@Overridepublic void run() {// ServerBootstrapAcceptor 是一个 ChannelInboundHandlerpipeline.addLast(new ServerBootstrapAcceptor(ch, currentChildGroup, currentChildHandler, currentChildOptions, currentChildAttrs));}});}});
}

（1-3）register(channel) 源码追踪：
- 在上图的最后一个红色框圈住的代码处，NioServerSocketChannel 的实例被注册到 bossGroup 中 EventLoop 中的 Selector 上（ops: 0 在这里猜测是ready的意思，因为后面会在 AbstractNioChannel.doBeginRead() 方法中真正设置key感兴趣的ops）
  - doBeginRead() 方法会在channel首次注册激活或者每次readComplete之后发生（如果开启了isAutoRead，默认是开启的）。需要注意的是，即使读事件发生的时候，readyOps是0，同样可以进行read。

（2）doBind0(regFuture, channel, localAddress, promise) 源码追踪：
- 在 NioServerSocketChannel 中的 javaChannel().bind(localAddress, config.getBacklog()) 调用底层 JDK 接口完成端口绑定和监听。
- 追踪下去会发现最终调用了一个 Native 方法把.bind(PORT)最终托管给了 JVM，然后 JVM 进行系统调用。

1.3.2、run 死循环

在调用register0、doBind0等方法的时候，会委托给 EventLoop 去执行，如果是当前 EventLoop，直接执行 register0 方法，否则会交给 EventLoop.execute(Runnable task)（一般情况下都是会这样异步执行）。

// SingleThreadEventExecutor.execute(Runnable task):
@Override
public void execute(Runnable task) {if (task == null) {throw new NullPointerException("task");}boolean inEventLoop = inEventLoop();// 添加任务到队列addTask(task);if (!inEventLoop) {// 如果当前线程不属于该 EventLoop，EventLoop 需要启动新线程。最终会执行 SingleThreadEventExecutor.this.run() 方法，进入到了 NioEventLoop 中 run 方法的死循环里。startThread();if (isShutdown()) {boolean reject = false;try {if (removeTask(task)) {reject = true;}} catch (UnsupportedOperationException e) {// The task queue does not support removal so the best thing we can do is to just move on and// hope we will be able to pick-up the task before its completely terminated.// In worst case we will log on termination.}if (reject) {reject();}}}if (!addTaskWakesUp && wakesUpForTask(task)) {wakeup(inEventLoop);}
}

异步添加任务到队列之后，会在 run 循环里面，通过 runAllTasks() 方法执行队列里面的任务。即register0、doBind0等方法会在这时候被处理。

NioEventLoop 中的死循环，不断执行以下三个过程：

select：轮训注册在其中的 Selector 上的 Channel 的 IO 事件。
processSelectedKeys：在对应的 Channel 上处理 IO 事件。
runAllTasks：再去以此循环处理任务队列中的其他任务。

// NioEventLoop.run()：
@Override
protected void run() {for (;;) {try {try {switch (selectStrategy.calculateStrategy(selectNowSupplier, hasTasks())) {case SelectStrategy.CONTINUE:continue;case SelectStrategy.BUSY_WAIT:// fall-through to SELECT since the busy-wait is not supported with NIOcase SelectStrategy.SELECT:select(wakenUp.getAndSet(false));// 'wakenUp.compareAndSet(false, true)' is always evaluated// before calling 'selector.wakeup()' to reduce the wake-up// overhead. (Selector.wakeup() is an expensive operation.)//// However, there is a race condition in this approach.// The race condition is triggered when 'wakenUp' is set to// true too early.//// 'wakenUp' is set to true too early if:// 1) Selector is waken up between 'wakenUp.set(false)' and//    'selector.select(...)'. (BAD)// 2) Selector is waken up between 'selector.select(...)' and//    'if (wakenUp.get()) { ... }'. (OK)//// In the first case, 'wakenUp' is set to true and the// following 'selector.select(...)' will wake up immediately.// Until 'wakenUp' is set to false again in the next round,// 'wakenUp.compareAndSet(false, true)' will fail, and therefore// any attempt to wake up the Selector will fail, too, causing// the following 'selector.select(...)' call to block// unnecessarily.//// To fix this problem, we wake up the selector again if wakenUp// is true immediately after selector.select(...).// It is inefficient in that it wakes up the selector for both// the first case (BAD - wake-up required) and the second case// (OK - no wake-up required).if (wakenUp.get()) {selector.wakeup();}// fall throughdefault:}} catch (IOException e) {// If we receive an IOException here its because the Selector is messed up. Let's rebuild// the selector and retry. https://github.com/netty/netty/issues/8566rebuildSelector0();handleLoopException(e);continue;}cancelledKeys = 0;needsToSelectAgain = false;final int ioRatio = this.ioRatio;if (ioRatio == 100) {try {processSelectedKeys();} finally {// Ensure we always run tasks.runAllTasks();}} else {final long ioStartTime = System.nanoTime();try {processSelectedKeys();} finally {// Ensure we always run tasks.final long ioTime = System.nanoTime() - ioStartTime;runAllTasks(ioTime * (100 - ioRatio) / ioRatio);}}} catch (Throwable t) {handleLoopException(t);}// Always handle shutdown even if the loop processing threw an exception.try {if (isShuttingDown()) {closeAll();if (confirmShutdown()) {return;}}} catch (Throwable t) {handleLoopException(t);}}
}

1.3.3、总结

（1）首先调用 AbstractBootstrap 中的 initAndRegister() 方法完成 NioServerSocketChannel 实例的初始化和注册。

（2）然后调用 NioServerSocketChannel 实例的 doBind() 方法，最终调用 sun.nio.ch.Net 中的 bind()和 listen() 完成端口绑定和客户端连接监听。

（3）在真正 register0（注册）和 bind0 （绑定）之前，会委托当前 eventLoop 的 executor 去执行，实质上是在死循环run方法中通过 runAllTasks() 方法执行 eventLoop 的队列里面的任务。