Netty學(xué)習(xí)之ChannelHandler&ChannelPipeline

前言

ChannelHandler

Channel生命周期

• ChannelUnregistered，Channel被創(chuàng)建，但是還沒有注冊到EventLoop中
• ChannelRegisted，Channel注冊到EventLoop中
• ChannelActive，Channel激活(連接到遠(yuǎn)程端口)，能夠發(fā)送以及接受消息
• ChannelInActive，Channel沒有連接到遠(yuǎn)程端口

生命周期流程

ChannelRegisted --> ChannelActive --> ChannelInactive --> ChannelUnregistered

ChannelHandler生命周期

• handlerAdded，當(dāng)ChannelHandler添加到ChannelPipeline時調(diào)用
• handlerRemoved，當(dāng)ChannelHandler從ChannelPipline中移除時調(diào)用
• exceptionCaught，在ChannelPipline處理時發(fā)生異常時調(diào)用

注意上面每個方法都接收一個ChannelHandlerContext作為參數(shù)

ChannelHandler有重要的兩個子接口

• ChannelInboundHandler，處理輸入的數(shù)據(jù)并且處理各種狀態(tài)轉(zhuǎn)變
• ChannelOutboundHandler，處理輸出的數(shù)據(jù)并且攔截各種操作

ChannelInboundHandler生命周期

• channelRegistered，當(dāng)Channel注冊到對應(yīng)的EventLoop并且能夠處理I/O時調(diào)用
• channelUnregistered，當(dāng)channel從EventLoop中移除并且不能處理任何I/O時調(diào)用
• channelActive，當(dāng)channel激活時調(diào)用，此時channel已經(jīng)連接并且準(zhǔn)備好
• channelInactive，當(dāng)通道斷開連接時調(diào)用
• channelReadComplete，讀操作在Channel中已經(jīng)完成時調(diào)用(讀取完成)
• channelRead，數(shù)據(jù)從channel中讀取時調(diào)用(開始讀取)
• channelWritabilityChanged，寫狀態(tài)改變時調(diào)用
• userEventTriggered，當(dāng)因為管線中傳遞對象時ChannelInboundHanlder.fireUserEventTriggered()被調(diào)用時調(diào)用

當(dāng)覆蓋ChannelInboundHandler的channelRead方法時，需要手動釋放對應(yīng)的內(nèi)存，可以通過ReferenceCountUtil.release(msg)方法進(jìn)行釋放操作

更簡單的方式是通過SimpleChannelInboundHandler，然后覆蓋其channelRead0()方法，該方法會自動釋放資源，所以，不能存儲稍后會使用到的數(shù)據(jù)，因為這些數(shù)據(jù)都會失效，通過源碼就可以發(fā)現(xiàn)，該方法被channelRead()調(diào)用，并且channelRead0()方法被調(diào)用后，會釋放所占用內(nèi)存。

public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
    boolean release = true;
    try {
        if (acceptInboundMessage(msg)) {
            @SuppressWarnings("unchecked")
            I imsg = (I) msg;
            // 這里調(diào)用channelRead0
            channelRead0(ctx, imsg);
        } else {
            release = false;
            ctx.fireChannelRead(msg);
        }
    } finally {
        if (autoRelease && release) {
            // 釋放空間
            ReferenceCountUtil.release(msg);
        }
    }
}

ChannelOutboundHandler

ChannelOutboundHandler的方法由Channel、ChannelPipeline、ChannelHandlerContext調(diào)用

主要的操作方法有write()、flush()

大部分的方法都會帶一個ChannelPromise參數(shù)，當(dāng)操作完成時可以收到通知，該接口是ChannelFuture的子接口。

在Netty中，同時還提供了ChannelInboundHandlerAdapter、ChannelOutboundHanlderAdapter類，一般只需要繼承這兩個類，然后覆蓋想要實現(xiàn)邏輯的方法即可。

資源管理

在使用ChannelInboundHanlder#channelRead()或者ChannelOutboundHandler#write()時，需要保證沒有資源泄露，Netty使用引用技術(shù)來處理緩存的ByteBuf，所以使用完ByteBuf之后更改引用是非常重要的。

Netty提供了一個ResouceLeakDetecor工具類用于檢測是否發(fā)生內(nèi)存泄露，如果發(fā)生泄露，則會打印對應(yīng)的日志信息。有四個不同的級別

• DISABLED，關(guān)閉泄露檢查
• SIMPLE，默認(rèn)級別，樣本率為1%
• ADVANCED，報告內(nèi)存泄露以及對應(yīng)的信息
• PARANOID，每個類均采樣，會嚴(yán)重影響性能

如果一個消息已經(jīng)被消費或者被丟棄，并且不再在管道中傳遞給下一個接受者，則需要手動調(diào)用ReferenceCountUtil.release(msg)將其釋放，如果消息到達(dá)傳輸層，當(dāng)消息被寫出或者通道關(guān)閉后，會自動進(jìn)行釋放。

ChannelPipeline

每個新的Channel都會綁定一個新的ChannelPipeline，并且是永久性的，Channel不能綁定新的ChannelPipeline，也不能從當(dāng)前Channel中解綁(開發(fā)者無需關(guān)心綁定以及解綁)

ChannelHandlerContext使得一個ChannelHanlder能夠與ChannelPipeline以及其他的ChannelHandler進(jìn)行通信

由于ChannelPipeline傳播事件，它會檢測在管線中的下一個ChannelHandler是否匹配移動的方法，如果不匹配，則跳過該ChannleHandler，并且處理下一個，直到找到一個匹配的ChannelHandler。

ChannelPipeline中提供了眾多的方法用于操作ChannelHandler，如addFirst、addLast、remove等。同時，還提供了眾多的方法用于調(diào)用下一個ChannelInboundHandler方法的方法，如fireChannelRead()、fireExceptionCaught()等，調(diào)用下一個ChannelOutboundHandler方法的方法，如flush()、write()、writeAndFlush()等。

ChannelHandlerContext

ChannelHandlerContext表示ChannelHandler和ChannelPipeline之間的連接，當(dāng)一個ChannelHandler被添加到ChannelPipeline時會被創(chuàng)建。

ChannelPipeline的主要作用是管理其所關(guān)聯(lián)的ChannelHandler與其他在ChannelPipeline中的ChannelHandler的交互

如果調(diào)用Channel或者ChannelPipeline中的某些方法，對應(yīng)的操作會在整個ChannelPipeline中傳輸，而通過ChannelHandlerContext調(diào)用，只傳輸給下一個能夠處理該事件的ChannelHandler

異常處理

如果是ChannelInboundHandler中出現(xiàn)異常，會逐步進(jìn)行傳遞，所以，一般在最后一個channelHandler中覆蓋caughtException()，實現(xiàn)對應(yīng)的異常處理邏輯

如果是在ChannelOutboundHandler中出現(xiàn)異常，可以有一下機制

• 每一個outbound操作會返回一個ChannelFuture，注冊了的ChannelFutureListener會收到對應(yīng)的消息，即成功或者失敗
• 幾乎所有的channelOutboundHanlder會傳遞一個ChannelPromise實例，該實例是ChannelFuture的子類，ChannelPromise能夠注冊監(jiān)聽器用于異步通知，也可以直接通知操作，setSuccess()、setFailure()

總結(jié)

本小節(jié)我們主要詳細(xì)學(xué)習(xí)了ChannelHandler以及ChannelPipeline，ChannelHandler是Netty應(yīng)用中邏輯的存放地方，基本上我們主要交互的對象也是ChannelHandler，不同的ChannelHandler之間通過ChannelPipeline連接起來，構(gòu)成一個Handler處理鏈，而ChannelHandler與ChannelPipeline之間則是通過ChannelHandlerContext進(jìn)行連接，不同的對象用途不同，使用的時候需要注意。