NioEventLoop实现

在Netty中，NioEventLoop主要任务为绑定Channel并对Channel的IO事件进行监听。本文中所有内容均来自Netty 4.1.89.Final。

继承关系

classDiagram
direction BT
class AbstractEventExecutor
class AbstractExecutorService
class AbstractScheduledEventExecutor
class EventExecutor {
<<Interface>>

}
class EventExecutorGroup {
<<Interface>>

}
class EventLoop {
<<Interface>>

}
class EventLoopGroup {
<<Interface>>

}
class Executor {
<<Interface>>

}
class ExecutorService {
<<Interface>>

}
class Iterable~T~ {
<<Interface>>

}
class NioEventLoop
class OrderedEventExecutor {
<<Interface>>

}
class ScheduledExecutorService {
<<Interface>>

}
class SingleThreadEventExecutor
class SingleThreadEventLoop

AbstractEventExecutor  -->  AbstractExecutorService 
AbstractEventExecutor  ..>  EventExecutor 
AbstractExecutorService  ..>  ExecutorService 
AbstractScheduledEventExecutor  -->  AbstractEventExecutor 
EventExecutor  -->  EventExecutorGroup 
EventExecutorGroup  -->  Iterable~T~ 
EventExecutorGroup  -->  ScheduledExecutorService 
EventLoop  -->  EventLoopGroup 
EventLoop  -->  OrderedEventExecutor 
EventLoopGroup  -->  EventExecutorGroup 
ExecutorService  -->  Executor 
NioEventLoop  -->  SingleThreadEventLoop 
OrderedEventExecutor  -->  EventExecutor 
ScheduledExecutorService  -->  ExecutorService 
SingleThreadEventExecutor  -->  AbstractScheduledEventExecutor 
SingleThreadEventExecutor  ..>  OrderedEventExecutor 
SingleThreadEventLoop  ..>  EventLoop 
SingleThreadEventLoop  -->  SingleThreadEventExecutor 

NioEventLoop的继承树非常复杂，一侧为接口继承关系，一侧为实现类继承关系。

接口继承关系

1. Executor接口来自于java.util.concurrent包，声明了execute(Runnable command)方法。

2. ExecutorService接口来自于java.util.concurrent包，增加了关闭方法、提交Runnable和Callable执行方法。

3. ScheduledExecutorService接口来自于java.util.concurrent包，增加了定时执行任务的schedule方法。

4. Iterable接口来自于java.lang包，增加了forEach和iterator方法。

5. EventExecutorGroup接口来自于io.netty.util.concurrent包，添加了shutdownGracefully方法和next方法，并废弃了继承自ExecutorService的关闭方法。

6. EventExecutor接口来自于io.netty.util.concurrent包，添加了inEventLoop()方法。

   这里有一些有意思的事情：EventExecutor继承了EventExecutorGroup的next接口，对于单个执行器而言，next只会返回自身，接口本身是不存在意义的。Netty之所以没有直接继承ScheduledExecutorService接口，可能是源自于对shutdownGracefully方法的需求。

7. OrderedEventExecutor接口来自于io.netty.util.concurrent包，没有增加任何方法。

8. EventLoopGroup接口来自于io.netty.channel包，增加了register方法，并引入了Channel的依赖。

   Netty的继承设计的非常巧妙，其中关于next函数的重写如下：

   EventExecutorGroup中next函数的声明如下：

   EventExecutor next();

   EventLoopGroup中将next函数重写如下：

   @Override
   EventLoop next();

   其中EventLoop继承自EventExecutor，在EventLoopGroup退化为EventExecutorGroup使用时，返回EventExecutor，其方法仍然符合预期，满足里氏替换原则。

9. EventLoop接口来自于io.netty.channel，继承自OrderedEventExecutor和EventLoopGroup接口，增加了parent方法，返回EventLoopGroup。

实现类继承关系

1. AbstractExecutorService抽象类来自于java.util.concurrent包，实现了ExecutorService接口。
2. AbstractEventExecutor抽象类来自于io.netty.util.concurrent包，实现了EventExecutor接口。主要实现了submit,shutdownGracefully,schedule,inEventLoop,next等方法。
3. AbstractScheduledEventExecutor抽象类来自于io.netty.util.concurrent包，创建了优先级队列，对schedule方法提供支持。
4. SingleThreadEventExecutor抽象类来自于io.netty.util.concurrent包，创建了Runnable阻塞队列，并对AbstractScheduledEventExecutor中的方法进一步封装。虽然引入了Thread变量，实际上Thread与子类传入的Executor所使用的线程时一致，通过封装execute函数，将传入Runnable放入队列中执行。
5. SingleThreadEventLoop抽象类来自于io.netty.channel包，实现了EventLoop接口，增加了register方法，该类仍然没有构建线程，也不存在线程的具体处理逻辑。
6. NioEventLoop类来自于io.netty.channel.nio包，实现了线程处理逻辑的run方法，重载了register方法，支持设置IORatio。

总结

NioEventLoop主要可以实现定时任务schedule，实时任务execute，IO事件处理register。其中单个NioEventLoop可以注册多个Channel，但是单个Channel只可以绑定单一NioEventLoop。