作者：路路
酷爱技术、乐于分享的技术人，目前次要从事数据库相干技术的钻研。
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前言
在上一篇文章中，我讲了网络 IO 的基础知识，本篇文章将从源码角度具体解说 DBLE 的网络模块，包含 DBLE 是如何解决 MySQL 包的，多路复用在 DBLE 中是如何实现的，以及申请的异步化解决相干逻辑。
DBLE 是如何解决 MySQL 包的？
咱们将以客户端连贯 DBLE 为例，从源码角度解说 DBLE 的相干解决流程。
客户端与 DBLE 建设连贯的流程如下图所示（因为 DBLE 实现了 MySQL 协定，所以与客户端连贯 MySQL 的流程一样）：
次要包含以下四个步骤：
1、客户端发动 connect 连贯；
2、服务端发送握手包；
3、客户端回复握手包；
4、服务端返回 OK 包，示意连贯建设实现，进入命令阶段。
咱们间接看源码：
1、DBLE 解决客户端 connect
DBLE 解决客户端 connect 的代码在 NIOAcceptor#run 办法中：
public void run() {
// 这里的 selector 即 IO 多路复用选择器，一个 selector 能够解决多个客户端连贯申请
final Selector tSelector = this.selector;
for (; ;) {
try {tSelector.select(1000L);
Set<SelectionKey> keys = tSelector.selectedKeys();
try {for (SelectionKey key : keys) {if (key.isValid() && key.isAcceptable()) {
// 当连贯无效且可承受时，解决客户端连贯
accept();} else {key.cancel();
}
}
} catch (final Throwable e) {LOGGER.warn("caught Throwable err:", e);
} finally {keys.clear();
}
} catch (Exception e) {LOGGER.info(getName(), e);
}
}
}能够看出上述办法调用了 accept 来承受客户端发动的 TCP 连贯，持续看该类的 accept 办法：
private void accept() {
SocketChannel channel = null;
try {
// 与客户端建设 TCP 连贯
channel = serverChannel.accept();
channel.configureBlocking(false);
NIOSocketWR socketWR = new NIOSocketWR();
FrontendConnection c = factory.make(channel, socketWR);
socketWR.initFromConnection(c);
c.setId(ID_GENERATOR.getId());
IOProcessor processor = DbleServer.getInstance().nextFrontProcessor();
c.setProcessor(processor);
NIOReactor reactor = reactorPool.getNextReactor();
// 将已建设好的连贯注册给 NIOReactor
reactor.postRegister(c);
} catch (Exception e) {LOGGER.info(getName(), e);
closeChannel(channel);
}
}能够看出上述代码将客户端发动建设的 TCP 连贯注册给了 NIOReactor 来治理。
到这里 DBLE 对客户端的 connect 曾经解决实现了，他们之间曾经实现了 TCP 连贯的建设，同时 DBLE 将客户端申请的连贯注册给了NIOReactor。
2、服务端发送握手包
接着下面咱们持续看 NIOReactor#postRegister 办法：
// 该办法将连贯放入队列，并唤醒 reactorR 的 selector，其中 reactorR 为 NIOReactor 的外部类 RW
void postRegister(AbstractConnection c) {reactorR.registerQueue.offer(c);
reactorR.selector.wakeup();}咱们间接看 RW 解决注册队列里客户端连贯的代码，在 RW#register 办法中：
private void register(Selector finalSelector) {
……
while ((c = registerQueue.poll()) != null) {
try {
// 上面这行代码须要留神，该代码将连贯注册到了 RW 的 selector 多路复用选择器中，使得该选择器后续可能读取该连贯发送过去的数据
((NIOSocketWR) c.getSocketWR()).register(finalSelector);
// 服务端发送握手包的逻辑在上面这个办法中
c.register();}
……
}AbstractConnection#register办法中又调用了 AbstractService#register 办法，对于客户端连贯申请来讲，这里最终调用的是 MySQLFrontAuthService#register 办法：
public void register() throws IOException {
// 终于看到了 greeting，该办法向客户端发送了握手包
greeting();
this.connection.getSocketWR().asyncRead();
}MySQLFrontAuthService#greeting办法实现了拼装握手包，并将握手包发送给客户端的逻辑：
private void greeting() {
// generate auth data
byte[] rand1 = RandomUtil.randomBytes(8);
byte[] rand2 = RandomUtil.randomBytes(12);
// save auth data
byte[] rand = new byte[rand1.length + rand2.length];
System.arraycopy(rand1, 0, rand, 0, rand1.length);
System.arraycopy(rand2, 0, rand, rand1.length, rand2.length);
this.seed = rand;
HandshakeV10Packet hs = new HandshakeV10Packet();
hs.setPacketId(0);
hs.setProtocolVersion(Versions.PROTOCOL_VERSION); // [0a] protocol version V10
hs.setServerVersion(Versions.getServerVersion());
hs.setThreadId(connection.getId());
hs.setSeed(rand1);
hs.setServerCapabilities(getServerCapabilities());
int charsetIndex = CharsetUtil.getCharsetDefaultIndex(SystemConfig.getInstance().getCharset());
hs.setServerCharsetIndex((byte) (charsetIndex & 0xff));
hs.setServerStatus(2);
hs.setRestOfScrambleBuff(rand2);
hs.setAuthPluginName(pluginName.name().getBytes());
// 这里的调用即发送握手包到客户端
hs.write(connection);
}到这里就实现了服务端发送握手包的逻辑。
3、DBLE 解决客户端的握手回复包
服务端发送了握手包给客户端，客户端收到后须要发送握手回复包过去了，个别该握手回复包中会蕴含用户相干信息。
那么 DBLE 如何读取并解决客户端发送过去的握手回复包呢？
相应的代码在 RW#run 办法中，那为什么在这个办法中能解决客户端发送过去的数据呢？因为之前在解决客户端连贯的时候，曾经把相应的连贯注册给了 RW 的多路复用选择器，所以它当然能解决相应连贯的数据了，记不得的同学能够看后面 RW#register 办法中的正文。
RW#run办法中解决客户端发送数据的次要代码如下：
public void run() {
final Selector finalSelector = this.selector;
Set<SelectionKey> keys = null;
for (; ;) {
……
// 当连贯中有数据的时候，这里会返回相应的 selection keys
keys = finalSelector.selectedKeys();
if (keys.size() == 0) {continue;}
// 对有相应事件的连贯进行解决
executeKeys(keys);
}
……
}咱们持续看 RW#executeKeys 办法（对代码做了一些精简，但不影响了解）：
private void executeKeys(Set<SelectionKey> keys) {for (SelectionKey key : keys) {
AbstractConnection con = null;
Object att = key.attachment();
con = (AbstractConnection) att;
if (key.isValid() && key.isReadable()) {
// 这里即为读取客户端发送过去的数据
con.asyncRead();}
}
}跟着代码走，相应的解决逻辑在 NIOSocketWR#asyncRead 办法中：
public void asyncRead() throws IOException {ByteBuffer theBuffer = con.findReadBuffer();
// 读取客户端发送过去的数据到缓存 theBuffer 中
int got = channel.read(theBuffer);
// 解决相应的数据
con.onReadData(got);
}AbstractConnection#onReadData办法中又进一步调用了 AbstractService#handle 办法来解决数据，所以咱们间接看 AbstractService#handle 办法：
public void handle(ByteBuffer dataBuffer) {this.sessionStart();
boolean hasReming = true;
int offset = 0;
while (hasReming) {
// 上面这行代码理论解决了客户端传过来的数据包，外面蕴含计算包总长度、判断读取的数据包是否残缺等逻辑
ProtoHandlerResult result = proto.handle(dataBuffer, offset, isSupportCompress);
switch (result.getCode()) {
// 客户端首次发来的握手包，所以是残缺的数据包，进入这里的解决逻辑，这里将读取的数据封装成 task 工作，提交到队列中，而后通过线程异步解决
case REACH_END_BUFFER:
connection.readReachEnd();
byte[] packetData = result.getPacketData();
if (packetData != null) {taskCreate(packetData);
}
dataBuffer.clear();
hasReming = false;
break;
case BUFFER_PACKET_UNCOMPLETE:
connection.compactReadBuffer(dataBuffer, result.getOffset());
hasReming = false;
break;
case BUFFER_NOT_BIG_ENOUGH:
connection.ensureFreeSpaceOfReadBuffer(dataBuffer, result.getOffset(), result.getPacketLength());
hasReming = false;
break;
case STLL_DATA_REMING:
byte[] partData = result.getPacketData();
if (partData != null) {taskCreate(partData);
}
offset = result.getOffset();
continue;
default:
throw new RuntimeException("unknown error when read data");
}
}
}到这里 DBLE 实现了读取客户端发送过去的握手包，并将它封装成了异步工作以备下一步解决。
4、DBLE 异步解决工作并返回 OK 包
异步是高性能的秘诀之一 。下面 DBLE 将读取到的数据封装成了工作，而后交由线程异步解决。
咱们间接来看工作解决的相干代码，在 AbstractService#execute 办法中：
public void execute(ServiceTask task) {task.increasePriority();
handleData(task);
}对于客户端握手回复包的解决，最初调用的代码在 MySQLFrontAuthService#handleAuthPacket 办法中，所以对于该场景，咱们间接看该办法的相干代码：
private void handleAuthPacket(byte[] data) {
// 将读取到的数据转换为 AuthPacket
AuthPacket auth = new AuthPacket();
auth.read(data);
this.authPacket = auth;
……
// 查看用户名和明码
auth();
……
}下面的 auth 办法里又调用了 MySQLFrontAuthService#checkForResult 办法，所以咱们间接看该办法：
private void checkForResult(AuthResultInfo info) {
……
AbstractService service = BusinessServiceFactory.getBusinessService(info, connection);
connection.setService(service);
// 验证通过后，拼装并发送 OK 包给客户端
MySQLPacket packet = new OkPacket();
packet.setPacketId(needAuthSwitched ? 4 : 2);
packet.write(connection);
……
}到这里，DBLE 曾经解决完了握手回复包，并返回 OK 包给客户端，整个客户端与 DBLE 的连贯建设过程就完结了。
该过程完结后，将进入 MySQL 协定的 Command 阶段，如果你通过命令行连贯 DBLE 的话，即进入了上面的界面：
mysql>是不是没想到在进入这个命令界背后产生了这么多……
多路复用在 DBLE 中是如何实现的
其实这个问题的答案，如果认真看后面代码章节的话就曾经可能晓得了。DBLE 的多路复用其实就是通过 JAVA 的多路复用选择器 Selector 来实现的，通过将连贯注册给Selector，这样只是在连贯中有数据时候才进行读取，可能实现一个线程监听多个连贯。
申请的异步化解决
DBLE 在读取完数据后，并没有在以后线程中解决这些数据，而是将数据封装成工作提交到队列中去，而后通过另外的线程来进行解决，这即是申请异步化解决，可能极大的进步性能，这在下面的源码解读章节里也进行了阐明。
总结
明天从一个实例登程，从源码角度具体解读了 DBLE 对网络数据包的解决流程。通过 Selector 实现多路复用，将接管到的数据封装成工作提交到队列以进行异步解决。这是 DBLE 高性能网络 IO 解决的机密。当然可能还有一些代码细节在文章中没有讲到，大家如果有疑难的中央能够进一步浏览源码，也能够评论区留言。