netty源码分析之-Channel、ChannelPipeline、ChannelHandler以及 ChannelHandlerContext 详解（2）

Channel

在netty中Channel表示能够用来进行I/O操作例如读、写、连接、绑定等的一个网络socket或者一种组件。Netty的Channel接口所提供的API大大地降低来直接使用Socket类的复杂性。该提供了以下功能：

1. 当前Channel的状态（是否打开，是否已经连接）
2. 提供与Channel相关的配置参数（接受的buffer大小）
3. 进行Channel所支持的I/O操作
4. 获取与该channel相关能够处理所有的I/O事件和请求的ChannelPipeline

在netty中所有相关的I/O操作一定能够是异步的，意味着所有的I/O调用将立即返回，但是无法保证请求的I/O操作一定是完成。可以通过返回的ChannelFuture实例来获取当I/O操作成功、失败或者取消后的通知。

在AbstractBootstrap.java中：

final ChannelFuture initAndRegister() {
        Channel channel = null;
        try {
            channel = channelFactory.newChannel();
            init(channel);
            ...
}

Channel的生命周期：

状态	描述
ChannelUnregistered	Channel 已经被创建，但还未注册到 EventLoop
ChannelRegistered	Channel 已经被注册到了 EventLoop
ChannelActive	Channel 处于活动状态(已经连接到它的远程节点)。它现在可以接收和发送数据了
ChannelInactive	Channel没有连接到远程节点

状态模型：

ChannelHandler

ChannelHandler用来处理I/O事件或者拦截I/O操作。并且传递到它所属ChannelPipeline中的下一个handler。ChannelHandler本身没有提供很多方法，一般都是通过实现它的一些子类

ChannelHandler生命周期：

状态	描述
handlerAdded	当把 ChannelHandler 添加到 ChannelPipeline 中时被调用
handlerRemoved	当从 ChannelPipeline 中移除 ChannelHandler 时被调用
exceptionCaught	当处理过程中在 ChannelPipeline 中有错误产生时被调用

Netty 定义了下面两个重要的 ChannelHandler 子接口:

1. ChannelInboundHandler——处理入站数据以及各种状态变化;
2. ChannelOutboundHandler——处理出站数据并且允许拦截所有的操作

ChannelPipeline

在netty中：

public interface ChannelPipeline
extends io.netty.channel.ChannelInboundInvoker, io.netty.channel.ChannelOutboundInvoker, Iterable<java.util.Map.Entry<String, io.netty.channel.ChannelHandler>>

ChannelPipeline表示用来处理或者拦截一个Channel相关的inbound或者outbound操作的 一系列ChannelHandler（双向链表来维护）。ChannelPipeline实现了高级的拦截过滤器功能（传统的拦截器，只能是输入输出都控制或者两者都不控制，ChannelPipeline将输入与输出的控制分离开，可以按需控制），让用户能够完全控制一个事件是如何被处理，以及在pipeline中的各个ChannelHandler之间是如何联系（通过ChannelHandlerContext中的传播策略）。每个channel在新建的时候都会自动创建与之相关的一个pipeline。实现了ChannelInboundHandle的ChannelHandle只会控制输入，实现了ChannelOutboundHandler的ChannelHandle只会控制输出，如果两者都实现将会同时控制输入输出。

 static final EventExecutorGroup group = new DefaultEventExecutorGroup(16);
   ...

   ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();

   pipeline.addLast("decoder", new MyProtocolDecoder());
   pipeline.addLast("encoder", new MyProtocolEncoder());

   // Tell the pipeline to run MyBusinessLogicHandler's event handler methods
   // in a different thread than an I/O thread so that the I/O thread is not blocked by
   // a time-consuming task.
   // If your business logic is fully asynchronous or finished very quickly, you don't
   // need to specify a group.
   pipeline.addLast(group, "handler", new MyBusinessLogicHandler());

如果自己实现的ChannelHandle是很耗时的任务，那么不应该将该操作放入I/O线程中去执行。可以通过上述新建一个执行事件组（多线程）来单独执行该任务，或者可以通过在conrete handle event中定义自己的线程池来完成。

1. ChannelPipeline 保存了与 Channel 相关联的 ChannelHandler;
2. ChannelPipeline 可以根据需要，通过添加或者删除 ChannelHandler 来动态地修改;
3. ChannelPipeline 有着丰富的 API 用以被调用，以响应入站和出站事件。

ChannelHandlerContext

当 ChannelHandler 被添加到 ChannelPipeline 时，它将会被分配一个 ChannelHandlerContext，其代表了 ChannelHandler 和 ChannelPipeline 之间的绑定。虽然这个对象可 以被用于获取底层的 Channel，但是它主要还是被用于写出站数据。通过使用作为参数传递到每个方法的 ChannelHandlerContext，事件可以被传递给当前ChannelHandler 链中的下一个 ChannelHandler。通过调 用 ChannelHandlerContext 上的对应方法，每个都提供了简单地将事件传递给下一个 ChannelHandler 的方法的实现。

ChannelHandlerContext使得ChannelHandler能够和它的ChannelPipeline以及其他的 ChannelHandler 交 互 。 ChannelHandler 可 以 通 知 其 所 属 的 ChannelPipeline 中 的 下 一 个 ChannelHandler，甚至可以动态修改它所属的ChannelPipeline

在Netty中，有两种发送消息的方式。你可以直接写到Channel中，也可以 写到和Channel- Handler 相关联的 ChannelHandlerContext 对象中。前一种方式将会导致消息从 Channel- Pipeline 的尾端开始流动，而后者将导致消息从 ChannelPipeline 中的下一个 Channel- Handler 开始流动。

1. ChannelHandlerContext 和 ChannelHandler之间的关联(绑定)是永远不会改变的，所以缓存对它的引用是安全的;
2. 相对于其他类的同名方法，ChannelHandler Context的方法将产生更短的事件流，应该尽可能地利用这个特性来获得最大的性能。

Channel、ChannelPipeline、ChannelHandler以及 ChannelHandlerContext 之间的关系