一、介紹和原理分析
1.什麼是 DefaultAttributeMap？
DefaultAttributeMap 是一個 陣列 ＋ 連結串列 結構的執行緒安全Map。
2.什麼是 AttributeKey？
AttributeKey可以想象成一個快取set，存放了一組key的集合，與DefaultAttributeMap之間的關係是，後者中的雜湊圖存放鍵值對（k-v）的v即是AttributeKey。
有了AttributeKey，你自然會想到Attribute，兩者之間又有什麼關係呢？下面會講，慢慢理解，跟著我思路！
3. 什麼是 Attribute？
Attribute顧名思義，就是與AttributeKey是一對的，形象一點說就是你跟你的物件（老婆），而你就是key，是一對一的，不能是一對多的關係
憑什麼是一對一，也就是憑什麼你只能有一個物件？
AttributeKey它受DefaultAttributeMap中的內部類DefaultAttribute約束，前面說了DefaultAttributeMap的結構是以陣列和連結串列的形式，其實它的最小單元（結點）就是DefaultAttribute。
4. 關於陣列和連結串列的結構
- 陣列採用的是
AtomicReferenceArray, 連結串列 中 節點為DefaultAttribute結構； DefaultAttribute繼承了AtomicReference，所以也是具有與AtomicReference相同的原子操作；- 陣列和連結串列都是執行緒安全的；
5. DefaultAttributeMap 與 AtomicReferenceArray 的關係圖
其中，每個結點DefaultAttribute的欄位就沒有詳細畫出來
陣列預設建立大小為4，如下圖所示
6. valueOf("key")原理
預設情況下，第一次存放key值時，一般使用 AttributeKey.valueOf("rpcResponse")，此時在AttributeKey中的常量池會隨之建立，並初始化好ConcurrentHashMap，下面通過原始碼追蹤
使用AttributeKey的靜態方法valueOf("key")
public final class AttributeKey<T> extends AbstractConstant<AttributeKey<T>> {
// static final 修飾的 引用型別在 類初始化階段 就已經完成
//簡單使用AttributeKey不會觸發類初始化，訪問了靜態方法valueOf()導致了初始化
private static final ConstantPool<AttributeKey<Object>> pool = new ConstantPool<AttributeKey<Object>>() {
}
pool 已被例項化，類中的屬性也會例項化
public abstract class ConstantPool<T extends Constant<T>> {
private final ConcurrentMap<String, T> constants = PlatformDependent.newConcurrentHashMap();
private final AtomicInteger nextId = new AtomicInteger(1);
而.valueOf("rpcResponse")該方法呼叫後，會先去new一個AbstractConstant物件，優先對它的id值和name值（傳進的key）進行初始化
public class ChannelOption<T> extends AbstractConstant<ChannelOption<T>> {
protected ChannelOption<Object> newConstant(int id, String name) {
return new ChannelOption(id, name);
}
// 省略幾行
private ChannelOption(int id, String name) {
super(id, name);
}
}
在ConcurrentHashMap中呼叫putIfAbsent方法將key值存入，方法是為空才放入的意思，每次都會返回一個初始化id和key值的AbstractConstant
private T getOrCreate(String name) {
T constant = (Constant)this.constants.get(name);
if (constant == null) {
// new 完後 返回給 tempConstant
T tempConstant = this.newConstant(this.nextId(), name);
constant = (Constant)this.constants.putIfAbsent(name, tempConstant);
if (constant == null) {
return tempConstant;
}
}
return constant;
}
最後強制轉換成了AttributeKey並返回
public static <T> AttributeKey<T> valueOf(String name) {
return (AttributeKey)pool.valueOf(name);
}
下次再使用valueOf("")傳入引數時，如果引數相同，會去拿AttributeKey（舊值）返回
講到這裡，那麼在多執行緒環境下，常量池和雜湊表是共享的嗎？
答案當然是肯定的！
那多執行緒環境下只存在一個執行緒池和雜湊表嘛？
答案也是明確的，staic final 修飾的變數，是在類載入階段完成的，虛擬機器會保證執行緒安全
7. newInstance 原理
newInstance 與 valueOf 的 原理 異常類似，都是樂觀鎖的思想，只是 在多執行緒環境下前者要 丟擲 異常（不太準確，後面總結會糾正），後者直接返回同一個
public T newInstance(String name) {
checkNotNullAndNotEmpty(name);
return this.createOrThrow(name);
}
newInstance 呼叫的方法是 常量池中的 createOrThrow，而 valueOf 呼叫的方法是 getOrCreate
private T createOrThrow(String name) {
T constant = (Constant)this.constants.get(name);
// putIfAbsent 方法執行完畢後，其他執行緒將會直接丟擲異常
if (constant == null) {
T tempConstant = this.newConstant(this.nextId(), name);
// 多執行緒環境下，多個執行緒能夠進入這裡
constant = (Constant)this.constants.putIfAbsent(name, tempConstant);
// 不過 在 後執行 putIfAbsent 的執行緒，會先 阻塞在該方法中的 sychronized 同步程式碼塊中
// 也有 先 返回的 執行緒，return null，會去直接拿到 tempConstant，與 return 的地址 是
//同一個
if (constant == null) {
return tempConstant;
}
}
throw new IllegalArgumentException(String.format("'%s' is already in use", name));
}
8. ctx.channel().attr(key).set(T object)與 get() 原理：
首先是先操作ctx.channel().attr(key)，返回的值型別為Attribute，使用的attr方法，是因為Channel繼承了AttributeMap，呼叫的方法實際上是對實現類DefaultAttributeMap中實現方法的呼叫
原始碼雖然篇幅有點長，但其實不難理解，原始碼用的版本是netty-all-4.1.20.Final
public <T> Attribute<T> attr(AttributeKey<T> key) {
if (key == null) {
throw new NullPointerException("key");
} else {
AtomicReferenceArray<DefaultAttributeMap.DefaultAttribute<?>> attributes = this.attributes;
if (attributes == null) {
attributes = new AtomicReferenceArray(4);
if (!updater.compareAndSet(this, (Object)null, attributes)) {
attributes = this.attributes;
}
}
/** index 是 取出 key 的 id 值 與 3 與 運算，3是因為建立陣列預設就是3
* 這裡由於 key 的 id 值 是 加1 增長的，所以 每次 都是 類似於 雜湊演算法的
* %3 來命中槽位
*/
int i = index(key);
DefaultAttributeMap.DefaultAttribute<?> head = (DefaultAttributeMap.DefaultAttribute)attributes.get(i);
//該 下標 未使用，也就是 還沒有頭結點，需先 初始化 頭結點
if (head == null) {
// 頭結點不會 存入 key 值
head = new DefaultAttributeMap.DefaultAttribute();
// key 值 存入到 了 欄位 key 中，見下一個程式碼段
DefaultAttributeMap.DefaultAttribute<T> attr = new DefaultAttributeMap.DefaultAttribute(head, key);
head.next = attr;
attr.prev = head;
if (attributes.compareAndSet(i, (Object)null, head)) {
return attr;
}
head = (DefaultAttributeMap.DefaultAttribute)attributes.get(i);
}
// 這裡要做 執行緒安全，因為只有原子操作是執行緒安全，但原子組合操作就不是執行緒安全的了
synchronized(head) {
DefaultAttributeMap.DefaultAttribute curr = head;
/**
* 直到找到 key 值 相同 的結點，否則 遍歷到 尾結點，沒有找到則
* 通過 尾插入 新節點 再將其返回
*/
while(true) {
DefaultAttributeMap.DefaultAttribute<?> next = curr.next;
if (next == null) {
DefaultAttributeMap.DefaultAttribute<T> attr = new DefaultAttributeMap.DefaultAttribute(head, key);
curr.next = attr;
attr.prev = curr;
return attr;
}
if (next.key == key && !next.removed) {
return next;
}
curr = next;
}
}
}
}
一個有效結點只跟一個AttributeKey繫結，不包括head頭結點，下面引數2作為了key值傳入建構函式，接著返回型別為DefaultAttribute的結點
DefaultAttribute(DefaultAttributeMap.DefaultAttribute<?> head, AttributeKey<T> key) {
this.head = head;
this.key = key;
}
返回的結點型別就是前面說的Attribute，但該結點沒有value屬性，又是怎麼存進去的呢？對set()方法通過原始碼追蹤
其實該節點DefaultAttribute繼承了AtomicReference
private static final class DefaultAttribute<T> extends AtomicReference<T> implements Attribute<T> {
}
使得結點多了一個value欄位，形象來說，就是你已經跟你物件結合在了一起，一個節點的key對應著一個value了，都在同一個DefaultAttribute類中
public class AtomicReference<V> implements java.io.Serializable {
private static final VarHandle VALUE;
}
get() 原理 與 set()方法一樣，不再贅述
二、總結
1. valueOf
可以看出最關鍵的方法是 getOrCreate，這個方法最大的特點是採用類樂觀鎖的方式，當我們最後發現了 constant != null時，那麼我們返回已經插入的 constant。
2. newInstance
可以看出最關鍵的方法是 createOrThrow，這個方法最大的特點是採用類樂觀鎖的方式，當我們最後發現了 constant != null時，我們直接丟擲異常。
3. valueOf和newInstance 對比
valueOf：如果 name 為null、空字串時丟擲異常，不存在就建立一個，且多執行緒隨先建立返回誰。
newInstance ： 如果name為null、空字串或存在時，就丟擲異常，且多執行緒建立，第一個成功建立後，其他能判斷到第一個if裡面的的幾個執行緒返回建立值，其他執行緒丟擲異常。
借鑑：
簡書：https://www.jianshu.com/p/e7d9a2e8c0ac
官方文件：https://netty.io/4.1/api/index.html
三、結束語
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