Netty 必知必会（四）—— Channel-Pipeline 责任链

news2025/1/10 23:26:44

一、责任链模式

适用场景:

对于一个请求来说，如果每个对象都有机会处理它，而且不明确到底是哪个对象会处理请求时，我们可以考虑使用责任链模式实现它，让请求从链的头部往后移动，直到链上的一个节点成功处理了它为止

优点:

发送者不需要知道自己发送的这个请求到底会被哪个对象处理掉，实现了发送者和接受者的解耦
简化了发送者对象的设计
可以动态的添加节点和删除节点

缺点:

所有的请求都从链的头部开始遍历，对性能有损耗
极差的情况，不保证请求一定会被处理

二、Netty中的Channel-Pipeline责任链

Netty 的 Pipeline 管道的设计，就采用了责任链设计模式。

ChannelPipeline 管道保存了Channel通道所有处理器信息
创建新 Channel 时自动创建一个专有的 ChannelPipeline
ChannelPipeline里面是一个由多个ChannelHandlerContext串联起来的双向链表
每个ChannelHandlerContext有一个后继指针next和前驱指针prev
ChannelHandler则是被包装在ChannelHandlerContext中

1.ChannelHandler 有两个重要的子接口：

ChannelInboundHandler：用于拦截入站事件（如数据被接收、新的连接建立等）。
ChannelOutboundHandler：用于拦截出站事件（如数据被发送、连接关闭请求等）。

ChannelDuplexHandler 既继承了 ChannelInboundHandlerAdapter，又实现ChannelOutboundHandler 的接口，所以既能入站，也可以出站。

2.ChannelHandlerContext 是 ChannelHandler 的上下文信息。ChannelHandlerContext 负责保存处理器的状态，并且提供了方法来访问 Channel、ChannelPipeline 以及其他 ChannelHandler。

3.责任传播和终止机制
ChannelHandlerContext 提供了一系列 fireXXX 方法，用于将事件传播给链中的下一个处理器。例如：fireChannelRead(Object msg)：当新的数据被读取时，调用这个方法将事件传递给下一个入站处理器。
如果开发者在自定义的 ChannelHandler 中重写了某个事件处理方法，并且没有调用对应的 fireXXX 方法，那么事件的传播就会在该处理器处终止。

在pipeline中的任意一个节点，只要我们不手动的往下传播下去，这个事件就会终止传播在当前节点
对于入站数据，默认会传递到尾节点，进行回收，如果我们不进行下一步传播，事件就会终止在当前节点

4.Netty中事件的定义

5.Pipeline中的handler增添方法

ChannelPipeline是线程安全的，ChannelHandler可以在任何时候添加或删除。

6.Handler的执行分析

当入站事件时，执行顺序是 1 、 2 、 3 、 4 、 5
当出站事件时，执行顺序是 5 、 4 、 3 、 2 、 1
在这一原则之上， ChannelPipeline 在执行时会进行选择
3 和 4 为出站处理器，因此入站事件的实际执行是 :1 、 2 、 5
1 和 2 为入站处理器，因此出站事件的实际执行是 :5 、 4 、 3
不同的入站事件会触发 handler 不同的方法执行：
上下文对象中 fire** 开头的方法，代表入站事件传播和处理
其余的方法代表出站事件的传播和处理。

三、ChannelPipeline 的创建过程

整个过程如下：

任何一个SocketChannel创建的同时都会创建一个绑定的ChannelPipeline。同时创建 tail 节点和 head 节点，形成最初的双向链表。
在调用 ChannelPipeline 的 addLast等方法的时候，会根据给定的 handler 创建一个 Context，然后，将这个 Context 插入到链表的尾端（tail 前面）
Context 包装 handler，多个 Context 在 pipeline 中形成双向链表

ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();   //新建服务器端启动类
serverBootstrap.group(bossGroup, workGroup);               //设置EventLoopGroup线程组
serverBootstrap.channel(NioServerSocketChannel.class)      //设置通道类型：同步非阻塞
               .handler(new LoggingHandler(LogLevel.DEBUG))
               .childHandler(new ChannelInitializer<Channel>() {  //初始化通道
                        @Override
                        protected void initChannel(Channel channel) throws Exception {
                            
                            //1.创建ChannelPipeline 和 tail 节点、head 节点
                            ChannelPipeline pipeline = channel.pipeline();
                            
                            //2.创建ChannelPipelineContext
                            //3.用ChannelPipelineContext来包装Handler
                            pipeline.addLast(new HttpServerCodec());   //添加的Handler
                            pipeline.addLast(new HttpObjectAggregator(64 * 1024));
                            pipeline.addLast(new IdleStateHandler(60, 0, 0, TimeUnit.SECONDS));
                            pipeline.addLast(new HandlerHeartBeat());
                        }  
                });

源码推导见下：

Netty17——Pipeline、Handler和HandlerContext的创建_pipeline handlercontext-CSDN博客