此文已由作者张镐薪授权网易云社区发布。
欢迎访问网易云社区，了解更多网易技术产品运营经验。
进入了源代码篇，我们先从整体入手，之后拿一个简单流程前端连接建立与认证作为例子，理清代码思路和设计模式。然后，针对每一个重点模块进行分析。
1. 整体通信与业务框架：
前端与后端通信框架都为NIO/AIO，因为目前生产上用的linux发行版内核都没有真正实现网络上的AIO，如果应用用AIO的话可能比NIO还要慢一些，所以，我们这里只分析NIO相关的通信模块。
- NIOAcceptor：作为服务器接受客户端连接（前端NIO通信）
- NIOConnector：作为客户端去连接后台数据库（MySql，后端NIO通信）
- NIOReactor：Reactor模式的NIO，处理并转发请求到RW线程，其实就是把对应AbstractConnection（就是NIO的channel的封装）注册到RW线程的selector上，只注册读标记；原因之后细讲
- NIOReactorPool：一般高性能网络通信框架采用多Reactor（多dispatcher）模式，这里将NIOReactor池化；每次NIOConnector接受一个连接或者NIOAcceptor请求一个连接，都会封装成AbstractConnection，同时请求NIOReactorPool每次轮询出一个NIOReactor，之后AbstractConnection与这个NIOReactor绑定（就是3之中说的注册）。
- RW：RW线程，负责执行NIO的channel读写，这里channel封装成了AbstractConnection
- NIOSocketWR：每个前端和后端连接都有一个对应的缓冲区，对连接读写操作具体如何操作的方法和缓存方式，封装到了这个类里面。
通过上面的分析，我们大致知道了通信是由谁负责的了，但是为什么NIOReactor只注册读标记？还有网络通信channel（之后的文章我们就都用AbstractConnection代替了）读写有线程执行了，但是中间的业务步骤，比如SQL拦截，SQL解析还有结果合并是谁执行呢？然后，还有些定时的任务，比如检查心跳连接等，如何执行呢？
首先，Reactor不会主动驱动写请求，写请求只会由业务步骤和定时任务触发。首先看，Reactor与前端AbstractConnection还有后端AbstractConnection，接收到的请求有两种，前端的SQL请求，还有后端的结果。但是这两种都不能直接转发，前端的SQL请求需要经过SQL解析等业务步骤才能写到后端，后端的结果也需要经过业务处理才能写到前端。所以只要执行业务步骤的线程去注册写标记，Reactor只要在检查到写标记后去写之后取消标记即可。定时任务同理。
那么谁去执行业务请求呢？MyCat会初始化一个BusinessExecutor线程池去处理业务请求，这个BusinessExecutor接受Reactor调度，定时任务由一个Timer线程调度并由一个TimerExecutor线程池执行。
整体结构如下所示，所有椭圆形的图形是线程或者进程（省略了很多，比如缓冲、缓存、连接以及对应的管理，这些之后会细细介绍）：
2. 前端连接建立与认证
mysql客户端连接mysql服务器抓包：流程是：
Title:MySql连接建立以及认证过程client->MySql:1.TCP连接请求 MySql->client:2.接受TCP连接client->MySql:3.TCP连接建立MySql->client:4.握手包HandshakePacketclient->MySql:5.认证包AuthPacketMySql->client:6.如果验证成功，则返回OkPacketclient->MySql:7.默认会发送查询版本信息的包MySql->client:8.返回结果包
在之后的协议分析，我们会深入每一个包进行分析
2.1 （1~3）TCP连接请求->接受TCP连接->TCP连接建立
首先，接受TCP连接（为了三次握手，上面流程的前三个包）需要通过NIOAcceptor实现，NIOAcceptor主要完成绑定端口，注册OP_ACCEPT监听客户端连接事件，有客户连接，则放接受连接，将返回的channel封装成为FrontendConnection（AbstarctConnection的子类），从NIOReactorPool中拿出一个NIOReactor并将FrontendConnection交给它绑定。
到此，NIOAcceptor就处理完一个客户端的连接请求。
public NIOAcceptor(String name, String bindIp, int port,
FrontendConnectionFactory factory, NIOReactorPool reactorPool)
throws IOException { super.setName(name); this.port = port; this.selector = Selector.open(); this.serverChannel = ServerSocketChannel.open(); this.serverChannel.configureBlocking(false); //设置TCP属性
serverChannel.setOption(StandardSocketOptions.SO_REUSEADDR, true);
serverChannel.setOption(StandardSocketOptions.SO_RCVBUF, 1024 * 16 * 2); // backlog=100
serverChannel.bind(new InetSocketAddress(bindIp, port), 100); //注册OP_ACCEPT，监听客户端连接
this.serverChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); //FrontendConnectionFactory,用来封装channel成为FrontendConnection
this.factory = factory; //NIOReactor池
this.reactorPool = reactorPool;
}
构造器读取ip，端口，前端连接工厂和NIOReactor池，初始化TCP参数，并bind，在selector上注册OP_ACCEPT。
在NIOAcceptor启动后：
@Override
public void run() { final Selector tSelector = this.selector; for (; ; ) {
++acceptCount; try { //轮询发现新连接请求
tSelector.select(1000L);
Set<SelectionKey> keys = tSelector.selectedKeys(); try { for (SelectionKey key : keys) { if (key.isValid() && key.isAcceptable()) { //接受连接操作
accept();
} else {
key.cancel();
}
}
} finally {
keys.clear();
}
} catch (Exception e) {
LOGGER.warn(getName(), e);
}
}
}
NIOAcceptor这个线程不断轮询接受新的客户端连接请求，接受连接操作：
private void accept() {
SocketChannel channel = null; try { //得到通信channel并设置为非阻塞
channel = serverChannel.accept();
channel.configureBlocking(false); //封装channel为FrontendConnection
FrontendConnection c = factory.make(channel);
c.setAccepted(true);
c.setId(ID_GENERATOR.getId()); //利用NIOProcessor管理前端链接，定期清除空闲连接，同时做写队列检查
NIOProcessor processor = (NIOProcessor) MycatServer.getInstance()
.nextProcessor();
c.setProcessor(processor); //和具体执行selector响应感兴趣事件的NIOReactor绑定
NIOReactor reactor = reactorPool.getNextReactor();
reactor.postRegister(c);
} catch (Exception e) {
LOGGER.warn(getName(), e);
closeChannel(channel);
}
}
NIOProcessor持有所有的前后端连接，里面有空闲检查和写队列检查。RW线程，TimerExecutor线程池会执行里面的方法来实现空闲写入和定时连接检查等等。之后我还会详细介绍。
关闭Channel方法以及生成连接id方法很简单，就不加注释和赘述了。下面是他们的源代码：
private static void closeChannel(SocketChannel channel) { if (channel == null) { return;
}
Socket socket = channel.socket(); if (socket != null) { try {
socket.close();
} catch (IOException e) {
LOGGER.error("closeChannelError", e);
}
} try {
channel.close();
} catch (IOException e) {
LOGGER.error("closeChannelError", e);
}
} /**
* 前端连接ID生成器
*
* @author mycat
*/
private static class AcceptIdGenerator { private static final long MAX_VALUE = 0xffffffffL; private long acceptId = 0L; private final Object lock = new Object(); private long getId() { synchronized (lock) { if (acceptId >= MAX_VALUE) {
acceptId = 0L;
} return ++acceptId;
}
}
}
更多网易技术、产品、运营经验分享请点击。
相关文章：
【推荐】 一个小白的测试环境docker化之路
【推荐】 网易七鱼 Android 高性能日志写入方案
【推荐】 浅谈由管理者角色引出的B端产品设计思考点
原文地址：https://www.cnblogs.com/163yun/p/9888990.html