Netty（六）—關於Pipeline

Netty之Pipeline

• 不管時Netty客戶端和服務端，都出現了Pipeline的身影
• 從之前的學習可以大致瞭解到
  • 在Netty中每個Channel都有且僅有一個ChannelPipeline與之對應

官方解釋

• ChannelPipeline註釋，從註釋中對ChannelPipeline有了進一步的認識
  • 在ChannelPipeline中存放了ChannelHandler列表，用來處理或攔截出站和入站事件。這些在一個Channel對象中完成
  • 每一個Channel擁有自己的ChannelPipeline，當Channel對象被創建的時候，隨之創建

ChannelPipeline結構

• 通過ChannelPipeline的構造方法進行跟蹤，在DefaultChannelPipeline中完成初始化
  • 通過代碼可以發現，ChannelPipeline中維護了一個由ChannelHandlerContext組成的雙向鏈表
  • 鏈表尾部和頭部分別是 TailContext 和 HeadContext
  • 並且每一個 ChannelHandlerContext 又關聯這一個 ChannelHandler
  • 可以理解爲 每一個 tail 或 head 關聯着一個 ChannelHandler
    
• 通過圖更能清晰地看出其結構

• 接下來HeadContext和TailContext的類結構圖

• 從類結構圖中可以發現 Head 和 Tail 都實現了 ChannelHandlerContext 和 ChannelHandler
• 並且它們的初始化操作都是在 AbstractChannelHandlerContext 中完成的
  • HeadContext 和 TailContext 初始化

• 可以發現Head初始化的時候outbound屬性爲true，而Tail初始化inbound屬性爲true
  • 即Head是一個OutBound對象，而Tail是一個InBound對象

ChannelHandler和ChannelPipeline關聯

• 無論是客戶端和服務端，都使用到了 AbstractBootstrap 的 handler 或 childHandler 方法
• 我們可以在其中添加自定義Handler，如下代碼示例

• 通過ChannelInitializer對象可以添加自定義Handler。addLast方法完成具體的添加操作，分爲以下幾個步驟
  • 首先把傳入的 channelInitializer 對象進行包裝然後添加到鏈表中
  • 向鏈表中添加我們的自定義handler，此時構造完成一個雙向鏈表

• 需要注意的是 ChannelInitializer 繼承了類 ChannelInboundHandlerAdapter
• 因此在鏈表中 除了 head 是 OutBound 其它節點全是 InBound （後續分析OutBound和InBound）
• 鏈表構建完成後，後續會對鏈表進行註冊遍歷，把Handler添加到Channel對應的Pipeline中
• 添加過程中移除最開始添加的ChannelInitializer

Pipeline事件傳播機制

• AbstractChannelHandlerContext 有 inbound 和 outbound 兩個變量用於標識 Context 對應的 handler 類型
• inbound -> true -> ChannelInboundHandler
• outbound -> true -> ChannelOutboundHandler

outbound事件傳播

• outbound事件都是請求事件，即接收到請求之後通過outbound事件進行通知
• 以客戶端發起connect請求爲例，最終調用到DefaultChannelPipeline的connect方法
  • 由此可以發現，outbound事件是以tail爲起點開始傳播調用的

• 然後調用AbstractChannelHandlerContext的connect方法
  • findContextOutbound方法—以當前context爲起點，向pipeline中的雙向鏈表尋找一個outbound屬性爲ture的節點
  • 結合之前的學習過程，這裏實際上是傳遞到了head節點，因爲head節點的outbound屬性爲true

• 所以connect消息傳遞給head後，會將消息傳遞給對應的ChannelHandler處理
• 最終connect方法在DefaultChannelPipeline的connect方法中由 unsafe 處理目標請求

• 處理邏輯流程圖（該圖片引用自咕泡學院Tom老師的課堂筆記）

inbound事件傳播

• inbound事件與outbound事件的處理方式類似，只是方向不同。即 head -> customContext -> tail

• outbound事件都是請求事件，而inbound則是通知事件

• inbound事件一般發生在Channel的狀態改變或IO事件的就緒

• 處理邏輯流程圖（圖片引用自咕泡學院Tom老師的課堂筆記）

• 觀察DefalutChannelPipeline的channelActive方法可以發現其channelActive方法是空的
• 因爲inbound事件需要用戶實現自定義的處理器

Handler深入

• 每一個ChannelHandler都會有一個ChannelHandlerContext與之關聯
• ChannelHandlerContext允許ChannelHandler之間實現交互
• ChannelHandlerContext、ChannelHandler、ChannelPipeline的關係

與之關聯

• ChannelHandlerContext允許ChannelHandler之間實現交互
• ChannelHandlerContext、ChannelHandler、ChannelPipeline的關係