1. 请简单描述一下 Reactor 模型在 Netty 中的应用。

在Netty-Server 中一般使用的是 Reactor 的多线程池模型，而Netty-Client 中一般使用的是 Reactor 单线程池模型。具体来说，NioEventLoopGroup 充当着线程池。每一个 NioEventLoopGroup 中都包含了多个
NioEventLoop，而每个 NioEventLoop 又绑定着一个线程。

一个 NioEventLoop 可以处理多个 Channel 中的 IO 操作，而其只有一个线程。所以对于这个线程资源的使用，就存在了竞争。此时为每一个 NioEventLoop都绑定了一个多跑复用器 Selector，由 Selector 来决定当前 NioEventLoop 的线程为哪些 Channel 服务。

这就是 Reactor 模型在 Netty 中的应用。

2. eventLoopGroup 中用于存放 eventLoop 的数据结构是什么？

eventLoopGroup 中用于存放 eventLoop 的数据结构是数组。数组元素的个数可以在创建 eventLoopGroup 时指定，默认为当前主机逻辑内核数量的 2 倍。

3. NioEventLoop 的本质是什么，其包含了什么重要的变量？

NioEventLoop 是一个 EventExecutor，是一个线程 Executor，其还封装着一个 executor，这个 executor 具有创建线程的功能，NioEventLoop 第一次执行任务的时候，还没启动的时候，会通过这个executor启动核心任务，启动的过程中NioEventLoop会和新创建的线程进行绑定，注册到这个 NioEventLoop的 selector 的所有 channel 中就绪的 IO 事件及任务，都是由这个线程来完成的（核心任务就是处理这些的）。

4. NioEventLoopGroup 的本质是什么，其包含了什么重要的变量？

NioEventLoopGroup 是一个线程池，是一个线程池 Executor，其还封装着一个总的 executor，这个 executor 绑定着一个 threadFactory，同时NioEventLoopGroup 还封装着一个用于存放 eventLoop 的数组。

这个总的 executor 为其所包含的每一个 eventLoop 创建了一个子executor，然后这个总的 executor 所绑定的 threadFactory 会为每个子executor 创建一个线程，用于完成相关任务。

5. NioEventLoopGroup 默认会创建和包含多少个 NioEventLoop？

在不指定创建数量的情况下，NioEventLoopGroup 默认会创建当前主机逻辑内核数量的 2 倍数量的 NioEventLoop。Netty 系统会自动将这些 NioEventLoop所绑定线程的执行平均分配到各个逻辑内核上。这样做是为了充分利用内核，提高系统性能。

这个类似于 Nginx 中 worker_processes 与 worker_cpu_affinity 两个属性的设置。不同的是，Nginx 是按照物理 CPU 数量进行设置，而 Netty 是按照逻辑内核数据进行设置。

6. Server 监听一个 port 仅需一个 channel，而这个 parentChannel仅会与绑定一个 EventLoop，那么在 parentGroup 中创建多个EventLoop 有什么用处呢？

我们知道，一个 Server 可以监听多个端口，那么就需要多个parentChannel，那么也就可能会需要绑定 parentGroup 中的多个 EventLoop 了。注意，这里仅仅是可能。因为一个 EventLoop 上可以绑定多个 channel。

7. parentGroup 中 EventLoop 的数量与当前 Server 所监听的 port数量间有关系吗？

(通过对上个问题的分析)我们知道，parentGroup 中 EventLoop 的数量与当前 Server 所监听的 port 数量间是没有直接关系的。Server 同时监听 3 个 port，而 parentGroup 中仅有一个 EventLoop 也是可以的。

但 Group 采用的是轮询方式向 channel 分配其 EventLoop 的。所以，一般设置 Group 中 EventLoop 的数量大于等于当前 Server 所监听的 port 的数量。为了提高效率，这个 EventLoop 的数量会取一个 2 的 n 次幂。

8. 一个 Server 同时监听了多个 port 的意义是什么呢？

一个 Server 监听多个 port 可以创建多个 parentChannel，而多个parentChannel 一般会绑定多个 EventLoop，从而使 EventLoop 的负载均衡了。

不过，一般情况下，并不会使 Client 自行指定要连接的 Server 的 port，因为这样仍无法真正实现对 parentGroup 的 EventLoop 的的负载均衡。一般会使 Client 访问一个路由服务器，例如 Nginx，让路由服务器根据负载均衡策略，路由到相同 Server 的不同 Port 上。这样，就实现了对 parentGroup 中 EventLoop的负载均衡。

9. 与 eventLoop 所绑定的线程是由谁创建的，是何时创建的？

与 eventLoop 所绑定的线程是由 eventLoopGroup 所封装的 executor 创建的，确切地说，是由与这个 executor 所绑定的 ThreadFactory 创建的。是在完成 channel 注册到 eventLoop 的 selector 时创建的。

10. 由 EventLoop 绑定线程来完成的任务有几种类型？分别存放在哪里？

由 EventLoop 绑定线程来完成的任务有三种类型：

• 定时任务：该类型任务会存放到定时任务队列 scheduledTaskQueue 中。
• 普通任务：该类型任务会存放到任务队列 taskQueue 中。我们在当前解析的 Netty 源码中见到的任务，都是这类任务。当然，定时任务最终也会从定时任务队列中逐个取出，然后放入到 taskQueue 中来执行。
• 收尾任务：该类型任务会存放到任务队列 tailTasks 中。其定义方式与普通任务定义方式相同，只不过由于其主要用于完成一些收尾工作，所以被添加到了 tailTasks 队列中了。

11. 请简述 Channel 实例在创建过程中都完成了哪些重要任务。

在创建 Channel 过程中完成了以下几个重要任务：

• 生成了 Channel 的 id
• 创建了真正的数据传输对象 Unsafe
• 创建了与 Channel 相绑定的 ChannelPipeline
• 为 Channel 创建了其配置类 ChannelConfig

12. 请简述一下 ChannelPromise。

ChannelPromise 是一种特殊的 ChannelFuture，其是可写的。该接口中具有很多的 set 方法，即是可以修改的，也就是可写的。其作用是，根据异步操作的结果：成功或失败，来修改这个 Promise 的相关属性，以使 Promise 的获得者可以获知异步执行结果。

13. 对于 parentChannel，其在初始化过程中主要完成了哪些工作？

该初始化 channel 过程，其实主要完成了两项工作：

• 获取 ServerBootStrap 中的非 child 开头的属性，并初始化到 channel 中
• 获取 ServerBootStrap 中的 child 开头的属性，并初始化到一个连接处理器中，然后再将这个连接处理器添加到 channel 的 pipeline 中

14. 连接处理器 ServerBootstrapAcceptor 是何时实例化的，作用是什么？

连接处理器 ServerBootstrapAcceptor 主要是用于处理 Client 的连接请求。该处理器在 Server 启动时实例化到 parentChannel 的 pipeline 中。也就是说，一个 parentChannel 就会绑定一个连接处理器实例。而该连接处理器用于处理“由这个 parentChannel 接收的 Client 的连接请求”。

当这个 parentChannel 接收到连接请求后，在其 channelRead()方法中会将其接收到的消息强转为一个 childChannel，然后使用在 ServerBootstrap中配置的 child 开头的属性初始化这个 childChannel，并将 ServerBootstrap中通过 childHandler 配置的 ChannelInitializer 中指定的处理器添加到childChannel 的 pipeline 中。

15. NioEventLoop 中有一个成员变量 wakenUp，其是一个原子布尔类型。这个变量的值对于 selector 选择源码的阅读很重要。它的值代表什么意义？

NioEventLoop 中有一个成员变量 wakenUp，其是一个原子布尔类型。其取值意义为：

• true：表示当前 eventLoop 所绑定的线程处于非阻塞状态，即唤醒状态
• false：表示当前 eventLoop 所绑定的线程即将被阻塞

16. 在 selector 中有一个方法 wakeup()，其意义对于 selector选择源码的阅读很重要。但这个方法的意义仅从其方法名上来理解，很容易产生误解。那么这个方法表示什么意思呢？

该方法会使选择操作立即结束，保存选择结果到 selector。而选择操作的结束，会使其调用者线程被唤醒。

17. Client 端 Channel 的创建过程与 Server 端 parentChannel的创建过程相同。但其初始化过程略有不同。不同主要体现在哪里？

parentChannel 在初始化过程中需要将连接处理器注册到 channel 的pipeline 中。这个连接处理器用于处理 Client 端的连接操作，为 Client 端在 Server 处生成其对应的 childChannel，并注册到相应的 selector。但Client 端的 channel 无需注册连接处理器，因为它是连接的发出者，而非接收者。

18. 通过对 ChannelFuture 的 isDone()方法的判断来处理异步完成后的情况，与为 ChannelFuture 添加的监听器来处理异步完成的情况，有什么不同。

ChannelFuture 的 isDone()方法是对异步操作是否完成进行立即判断，而 ChannelFuture 的监听器回调方法则是在异步操作真正完成后才会触发。

19. ChannelPipeline 是在什么时候创建的？

ChannelPipeline 是在创建 Channel 是创建的，其是 Channel 一个很重要的成员。

20. 请简述 channelPipeline。

ChannelPipeline 本质上是一个双向链表，默认具有头、尾两个节点。除了这两个节点外，其还可以通过 channelPipeline 的 addLast()方法向其中添加处理器节点。每一个处理器最终都会被封装为一下 channelPipeline 上的节点。

21. 请简述一般处理器从 ChannelPipeline 中的删除过程。

处理器从 ChannelPipeline 中的删除过程主要做了如下几项工作：

• 从 ChannelPipeline 中查找是否存在该处理器对应的节点。若存在，则进行删除。
• 由于其删除的是节点，所以，会首先从 ChannelPipeline 中找到该处理器节点，然后从 ChannelPipeline 的双向链表中删除该节点。
• 最后触发该处理器 handlerRemoved()方法的执行。

22. 在添加处理器到 ChannelPipeline 时可以为该处理器指定名称，若没有指定系统会为其自动生成一个名称。这个自动生成的名称格式是怎样的？

在将处理器添加到 ChannelPipeline 中时若没有指定名称，系统会自动为其生成一个名称，该名称为该处理器类的简单类名后跟一个#，然后是一个数字。从 0 开始尝试。若该名称在 ChannelPipeline 中存在，则数字加一，直到找到不重复的数字为止。

23. 在 ChannelInitializer 类上为什么需要添加@Sharable？

@Sharable 注解添加到一个处理器类上表示该处理器是共享的，可以被多次添加到同一个 ChannelPipeline 中，也可以被添加到多个 ChannelPipeline中。

服务端启动类中定义的 ChannelInitializer 实例是在 Server 启动时创建的，然后每过来一个 Client 连接，就会将其添加到一个 childChannel 的pipeline 中。即一个 ChannelInitializer 处理器实例被添加到了多个不同的pipeline中。这也就是为什么需要在ChannelInitializer类上添加@Sharable注解的原因。

24. 对于 ChannelInitializer 处理器实例的创建、删除，都与一个initMap 有成员变量相关。请简述这个 initMap 在ChannelInitializer 处理器中的作用。

ChannelInitializer 处理器是一个共享处理器，为了减少内存的使用，在其中定义了一个成员变量 initMap。它是一个 Set 集合，其中仅存放着一种类型元素：当前 ChannelInitializer 处理器构成的节点 ctx。

虽然 ChannelInitializer 处理器实例是共享的，但处理器构成的节点实例却是多例的。所以，对于 ChannelInitializer 处理器的删除，其仅仅就是从 pipeline 中删除了该节点 ctx，然后从这个共享的 initMap 中删除了其存放的节点 ctx。但 ChannelInitializer 处理器实例并没有被删除。

一个 childChannel 会封装一个 ChannelPipeline，而一个 pipeline 中就会有一个“由 ChannelInitializer 处理器构成的” ctx 实例注册。但这个ChannelInitializer 处理器实例却是共享的。

25. 简述在 Server 端 bootstrap 中定义的 ChannelInitializer 处理器的创建、添加时机，及添加到哪个 channel 的 pipeline 中了？

在 Server 端 bootstrap 中定义的 ChannelInitializer 处理器的创建、添加时机，及添加位置如下：

• 创建时机：在 Server 启动时被创建
• 添加位置：最终会被添加到 childChannel 的 pipeline 中。因为其是通过 bootstrap 中的 childHandler()完成的初始化
• 添加时机：每过来一个 Client 连接，就会将该处理器添加到一个childChannel 的 pipeline 中，但添加的这个处理器实例，都是在 Server启动时创建的那一个

26. 简述在 Client 端 bootstrap 中定义的 ChannelInitializer处理器的创建、添加时机，及添加到哪个 channel 的 pipeline中了？

在 Client 端 bootstrap 中定义的 ChannelInitializer 处理器的创建、添加时机，及添加位置如下：

• 创建时机：在 Client 启动时被创建
• 添加位置：被添加到 Channel 的 pipeline 中，Client 端没有parentChannel 与 childChannel 的区分
• 添加时机：在 Client 启动时被添加

27. ChannelInboundHandler 中都包含了哪一类的方法？

ChannelInboundHandler 中包含了像 channelRead()、channelRegistered()、channelActive()等回调方法，即由其它事件所触发的发法。

28. ChannelOutboundHandler 中都包含了哪一类的方法？

ChannelOutboundHandler 中包含了像 bind()、connet()、close()等方法，这些方法一般都是由 Outbound 处理器实例主动调用执行的，而最终是由channel 的 unsafe 完成的

29. 简述一下 ChanneHandler 接口。

ChanneHandler 接口是 ChannelInboundHandler 与ChannelOutboundHandler 接口的父接口，其包含两个方法 handlerAdded()与handlerRemoved()。也就是说，这两个方法是所有处理器都具有的方法。

30. ChanneHandlerContext 接口对于 ChannelPipeline 的理解很重要，请简述一下 ChanneHandlerContext 接口。

ChanneHandlerContext 实例就是一个 ChannelPipeline 节点，是一个双向链表节点，其可以调用 InboundHandler 的方法，也可以调用OutboundHandler 的方法，以引来触发下一个节点相应方法的执行。同时也可以获取到设置到 channel 中的 attr 属性。

31. Channe 中的 attr 属性是在哪里设置的？

无论是 Server 还是 Client，它们在启动时会创建并初始化 bootstrap，此时可以调用其 attr()或 childAttr()方法，将指定的 attr 属性初始化到bootstrap 中。然后在 channel 创建后进行初始化时会将 bootstrap 中配置的设置信息初始化到 channel 中。这些信息中就包含 attr 属性。

32. 简述一下 ChannePipeline 接口及其重要实现类DefaultChannelPipeline。

ChannePipeline 是一个 ChannelHandlers 列表。该接口是继承了ChannelInboundInvoker、ChannelOutboundInvoker 接口，说明其可以触发Inbound 处理器方法，可以调用 Outbound 处理器方法。同时，其也继承了Iterator 操，说明其是可迭代的。

该接口有一个重要实现类 DefaultChannelPipeline。DefaultChannelPipeline 类实现了 ChannelPipline 接口中有关ChannelInboundInvoker 中的方法，这些方法基本都是调用了抽象节点类AbstractChannelHandlerContext 的相关静态方法，去调用 head 节点的相应方法。

DefaultChannelPipeline 类还实现了 ChannelPipline 接口中有关ChannelOutboundInvoker 中的方法，这些方法基本都是调用 tail 结点的相关方法，完成底层的真正执行。

另外，DefaultChannelPipeline 类还实现了 ChannelPipline 接口中Iterable 接口的方法 iterator()。其迭代的是一个 map 的 entrySet，这个map 的 key 为节点名称，而 value 为节点所封装的处理器实例。

33. 简述一下 ChannelInboundHandlerAdapter 与SimpleChannelInboundHandler 处理器的区别及应用场景。

若我们使用 ChannelInboundHandlerAdapter，则需要我们自己释放 msg，而使用 SimpleChannelInboundHandler，则系统会自动释放。所以，使用哪个类作为处理器的父类，关键要看是否有需要释放的消息。

一般情况下，若 channelRead()中从对端接收到的 msg(或其封装实例)需要通过 writeAndFlush()等方法发送给对端，则该 msg 不能释放，所以需要使用 ChannelInboundHandlerAdapter 由我们自行控制 msg 的释放。当然，若根本就不需要从对端读取数据，则直接使用ChannelInboundHandlerAdapter。若使用SimpleChannelInboundHandler 还需要重写 channelRead0()方法。

34. ChannelPipline 与 ChannelHandlerContext 都具有fireChannelRead()方法，请简述一下它们的区别。

ChannelPipline 中的 fireChannelRead()方法会从 head 节点的channelRead()方法开始触发 pipeline 中节点的 channelRead()方法；而ChannelHandlerContext 中的 fireChannelRead()方法则是触发当前节点的后面节点的 channelRead()方法。

35. 简述在 pipeline 中的多个处理器中都定义了channelActive()与 handlerAdded()两个方法，请简述它们执行的区别。

在 pipeline 中的多个处理器中的多个 channelActive()方法，只有第一个该方法会执行，因为 channel 只会被激活一次。而 handlerAdded()方法则不同，所以处理器中的该方法都会在当前处理器被添加到 pipeline 时被触发执行。

36. 简述消息在 inboundHandler、outboundHandler 中的传递顺序，及发生异常后，异常信息在 inboundHandler、outboundHandler 中的传递顺序。

消息在 inboundHandler 中 channelRead()方法中的传递顺序为，从 head节点开始逐个向后传递，直到传递给 tail 节点将该消息释放。

消息在 outboundHandler 中 write()方法中的传递顺序为，从 tail节点开始逐个向前传递，直到传递到 head 节点，然后调用 unsafe 的 write()方法完成底层写操作。

若发生异常，异常信息会从当前发生异常的节点开始调用exceptionCaught()方法，并向后面节点传递，无论后面节点是inboundHandler 还是 outboundHandler，最后传递到 tail 节点的exceptionCaught()方法，将异常消息释放。

当然，前述的向后传递或向前传递的前提是，必须要在节点方法中调用传递到下一个节点的方法，否则是无法传递的。