Netty版本：netty-4.1.74.Final
1. ChannelHandler介绍
官方给出的解释ChannelHandler的作用主要有两点：
- 处理I/O事件，拦截I/O操作，主要用来处理Channel
- 在ChannelPipeline中从当前一个ChannelHandler传递调用到下一个ChannelHandler
ChannelHandler的继承关系图如下：
从上面可以看出来主要分为两类：
-
ChannelInboundHandler
接收I/O入站的操作通知
-
ChannelOutboundHandler
接收I/O出站操作通知
涉及的ChannelOutboundHandlerAdapter和ChannelInboundHandlerAdapter适配器主要是提供了方法的默认实现。
Tips: ChannelDuplexHandler是双工处理器，具有ChannelInboundHandler和ChannelOutboundHandler的功能
2.ChannelHandler的生命周期
从ChannelHandler的源码来看：
public interface ChannelHandler {
void handlerAdded(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception;
void handlerRemoved(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception;
@Deprecated
void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception;
@Inherited
@Documented
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Sharable {
// no value
}
}
只有三个方法：
-
ChannelHandler#handlerAdded
被添加到上线文中触发
-
ChannelHandler#handlerRemoved
在上下文中被移除触发
-
ChannelHandler#exceptionCaught
有Throwable错误抛错触发
Tips:ChannelHandler#exceptionCaught方法已经被标记为过期，可以实现 ChannelInboundHandler#exceptionCaught的方法
用一个服务端的例子来讲解整个过程：
package io.netty.example.discard;
import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.ChannelOption;
import io.netty.channel.EventLoopGroup;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;
/**
* Discards any incoming data.
*/
public class DiscardServer {
private int port;
public DiscardServer(int port) {
this.port = port;
}
public void run() throws Exception {
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(); // (1)
EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
try {
ServerBootstrap b = new ServerBootstrap(); // (2)
b.group(bossGroup, workerGroup)
.channel(NioServerSocketChannel.class) // (3)
.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() { // (4)
@Override
public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
ch.pipeline().addLast(new DiscardServerHandler());
}
})
.option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 128) // (5)
.childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true); // (6)
// Bind and start to accept incoming connections.
ChannelFuture f = b.bind(port).sync(); // (7)
// Wait until the server socket is closed.
// In this example, this does not happen, but you can do that to gracefully
// shut down your server.
f.channel().closeFuture().sync();
} finally {
workerGroup.shutdownGracefully();
bossGroup.shutdownGracefully();
}
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
int port = 8080;
if (args.length > 0) {
port = Integer.parseInt(args[0]);
}
new DiscardServer(port).run();
}
}
Tips: 代码来源Netty官网netty.io/wiki/user-g…
上述代码其实分为两个部分一个部分是 NioServerSocketChannel 以及 SocketChannel 。 首先分析NioServerSocketChannel中的ChannelHandler。
通过代码可以知道NioServerSocketChannel创建后会调用ServerBootstrap#init方法。在该方法中有这样一段代码：
创建一个ChannelHandler的实例也就是ChannelInitializer添加到NioServerSocketChannel的ChannelPipeline中。通过跟踪ChannelPipeline#addLast方法，最终调用的是DefaultChannelPipeline#addLast方法：
然后在DefaultChannelPipeline#callHandlerAdded0 方法中调用的是AbstractChannelHandlerContext#callHandlerAdded 方法：
然后获取到ChannelHandler实例调用handlerAdded方法。也就是调用ChannelHandler#handlerAdded 方法。到这里就完成了从ChannelHandler创建到调用ChannelHandler#handlerAdded 方法。
如果调用DefaultChannelPipeline#remove 方法，最终调用的就是AbstractChannelHandlerContext#callHandlerRemoved在这个方法中：
调用了ChannelHandler#handlerRemoved
对于ChannelHandler#exceptionCaught 在所有的ChannelHandler以及子类方法执行的时候都会有try catch 对异常进行捕获然后执行AbstractChannelHandlerContext#invokeExceptionCaught 方法
这个方法中都是调用了ChannelHandler#exceptionCaught
Tips: ChannelHandler#exceptionCaught方法标记为过期了，可以关注ChannelInboundHandler#exceptionCaught方法。同时还会在ChannelInitializer#initChannel中可能被执行
总结：ChannelHandler#handlerAdded方法主要发生在往ChannelPipeline添加ChannelHandler的时候，ChannelHandler#handlerRemoved主要发生在从ChannelPipeline删除ChannelHandler的时候，而ChannelHandler#exceptionCaught主要发生在执行ChannelInboundHandler和ChannelOutboundHandler方法的时候发生错误执行
3.ChannelHandler的方法执行顺序
这里所说的ChannelHandler方法指的是ChannelHandler本身的方法以及ChannelInboundHandler和ChannelOutboundHandler方法的顺序。看一下这个三个类中分别有什么方法：
ChannelHandler接口
| 类型 | 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：
- ChannelInboundHandler — 处理 入站 数据以及各种状态变化
- ChannelOutboundHandler — 处理 出站 数据并且允许拦截所有的操作
ChannelInboundHandler 接口
| 类型 | 描述 |
|---|---|
| channelRegistered | 当 Channel 已经注册到它的 EventLoop 并且能够处理 I/O 时被调用 |
| channelUnregistered | 当 Channel 从它的 EventLoop 注销并且无法处理任何 I/O 时被调用 |
| channelActive | 当 Channel 处于活动状态时被调用;Channel 已经连接/绑定并且已经就绪 |
| channelInactive | 当 Channel 离开活动状态并且不再连接它的远程节点时被调用 |
| channelReadComplete | 当Channel上的一个读操作完成时被调用 |
| channelRead | 当从 Channel 读取数据时被调用 |
| ChannelWritabilityChanged | 当Channel的可写状态发生改变时被调用。用户可以确保写操作不会完成得太快(以避免发生 OutOfMemoryError)或者可以在 Channel 变为再次可写时恢复写入。可以通过调用Channel的isWritable()方法来检测Channel 的可写性。与可写性相关的阈值可以通过Channel.config().setWriteHighWaterMark()和 Channel.config().setWriteLowWaterMark()方法来设置 |
| userEventTriggered | 当 ChannelnboundHandler.fireUserEventTriggered()方法被调用时被调用，因为一个 POJO 被传经了 ChannelPipeline |
ChannelOutboundHandler 接口
| 类型 | 描述 |
|---|---|
| bind(ChannelHandlerContext,SocketAddress,ChannelPromise) | 当请求将 Channel 绑定到本地地址时被调用 |
| connect(ChannelHandlerContext,SocketAddress,SocketAddress,ChannelPromise) | 当请求将 Channel 连接到远程节点时被调用 |
| disconnect(ChannelHandlerContext,ChannelPromise) | 当请求将 Channel 从远程节点断开时被调用 |
| close(ChannelHandlerContext,ChannelPromise) | 当请求关闭 Channel 时被调用 |
| deregister(ChannelHandlerContext,ChannelPromise) | 当请求将 Channel 从它的 EventLoop 注销时被调用 |
| read(ChannelHandlerContext) | 当请求从 Channel 读取更多的数据时被调用 |
| flush(ChannelHandlerContext) | 当请求通过 Channel 将入队数据冲刷到远程节点时被调用 |
| write(ChannelHandlerContext,Object,ChannelPromise) | 当请求通过 Channel 将数据写到远程节点时被调用 |
3.2 从源码解析ChannelHandler方法执行顺序
这个需要较长的篇幅来说明，我在文章《Netty源码解析-ChannelHandler方法执行顺序》进行详细的讲解。
4.ChannelHandler的分类说明
ChannelHandler的实现主要有三个：
- ChannelInboundHandler ：处理入站数据以及各种变化，简单理解就是：客户端或者服务器端接收其他端的数据进行处理。
- ChannelOutboundHandler ：处理 出站 数据并且允许拦截所有的操作，简单理解就是：客户端或者服务器端发送数据给其他端的数据处理，同时还可以拦截读写操作
- ChannelDuplexHandler： 包含了ChannelInboundHandler 和ChannelOutboundHandler 的功能。
从上面衍生出来就是解码器和编码器：
- XXXXDecoder： 主要负责将网络中的数据解码成端需要的数据，例如：ProtobufDecoder
- XXXXEncoder： 主要负责将端结构化的数据编码成网络中传输的数据格式，例如：ProtobufEncoder
解码器和编码器也是Netty中重要的组件。
5.总结
- ChannelHandler是和Channel进行绑定的，通过ChannelHandlerContext进行触发。
- ChannelHandler主要用于拦截I/O操作和I/O事件，同时通过ChannelPipeline将多个ChannelHandler串联在一起，形成一个调用链
- ChannelHandler分为出站和入栈两种处理器，同时衍生出了编码器和解码器。
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