本章節分析Netty中的ChannelPipeline模塊。

每個channel內部都會持有一個ChannelPipeline對象pipeline.
pipeline默認實現DefaultChannelPipeline內部維護了一個DefaultChannelHandlerContext鏈表。

ChannelPipeline

當channel完成register、active、read等操作時，會觸發pipeline的相應方法。
1、當channel注冊到selector時，觸發pipeline的fireChannelRegistered方法。
2、當channel的socket綁定完成時，觸發pipeline的fireChannelActive方法。
3、當有客戶端請求時，觸發pipeline的fireChannelRead方法。
4、當本次客戶端請求，pipeline執行完fireChannelRead，觸發pipeline的fireChannelReadComplete方法。

接下去看看pipeline是如何組織并運行handler對應的方法。

DefaultChannelPipeline

其中DefaultChannelHandlerContext保存了當前handler的上下文，如channel、pipeline等信息，默認實現了head和tail。

class DefaultChannelPipeline implements ChannelPipeline {
    final Channel channel; // pipeline所屬的channel
    //head和tail都是handler上下文
    final DefaultChannelHandlerContext head;
    final DefaultChannelHandlerContext tail;
    ...
    public DefaultChannelPipeline(AbstractChannel channel) {
        if (channel == null) {
            throw new NullPointerException("channel");
        }
        this.channel = channel;

        tail = new TailContext(this);
        head = new HeadContext(this);

        head.next = tail;
        tail.prev = head;
    }  
}

1、TailContext實現了ChannelOutboundHandler接口。
2、HeadContext實現了ChannelInboundHandler接口。
3、head和tail形成了一個鏈表。

對于Inbound的操作，當channel注冊到selector時，觸發pipeline的fireChannelRegistered，從head開始遍歷，找到實現了ChannelInboundHandler接口的handler，并執行其fireChannelRegistered方法。

@Override
public ChannelPipeline fireChannelRegistered() {
    head.fireChannelRegistered();
    return this;
}

@Override
public ChannelHandlerContext fireChannelRegistered() {
    final DefaultChannelHandlerContext next = findContextInbound();
    EventExecutor executor = next.executor();
    if (executor.inEventLoop()) {
        next.invokeChannelRegistered();
    } else {
        executor.execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                next.invokeChannelRegistered();
            }
        });
    }
    return this;
}

private DefaultChannelHandlerContext findContextInbound() {
    DefaultChannelHandlerContext ctx = this;
    do {
        ctx = ctx.next;
    } while (!(ctx.handler() instanceof ChannelInboundHandler));
    return ctx;
}

private void invokeChannelRegistered() {
    try {
        ((ChannelInboundHandler) handler()).channelRegistered(this);
    } catch (Throwable t) {
        notifyHandlerException(t);
    }
}

假如我們通過pipeline的addLast方法添加一個inboundHandler實現。

public class ClientHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
    @Override  
    public void channelRegistered(ChannelHandlerContext ctx)  
            throws Exception {  
        super.channelRegistered(ctx);  
        System.out.println(" ClientHandler  registered channel ");  
    }  
}  

當channel注冊完成時會觸發pipeline的channelRegistered方法，從head開始遍歷，找到ClientHandler，并執行channelRegistered方法。

對于Outbound的操作，則從tail向前遍歷，找到實現ChannelOutboundHandler接口的handler，具體實現和Inbound一樣。

服務啟動過程中，ServerBootstrap在init方法中，會給ServerSocketChannel的pipeline添加ChannelInitializer對象，其中ChannelInitializer繼承ChannelInboundHandlerAdapter，并實現了ChannelInboundHandler接口，所以當ServerSocketChannel注冊到selector之后，會觸發其channelRegistered方法。

public final void channelRegistered(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
    initChannel((C) ctx.channel());
    ctx.pipeline().remove(this);
    ctx.fireChannelRegistered();
}

public void initChannel(Channel ch) throws Exception {
    ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
    ChannelHandler handler = handler();
    if (handler != null) {
        pipeline.addLast(handler);
    }
    pipeline.addLast(new ServerBootstrapAcceptor(
            currentChildGroup, currentChildHandler, currentChildOptions, currentChildAttrs));
}

在initChannel實現中，添加ServerBootstrapAcceptor實例到pipeline中。

ServerBootstrapAcceptor繼承自ChannelInboundHandlerAdapter，負責把接收到的客戶端socketChannel注冊到childGroup中，由childGroup中的eventLoop負責數據處理。

public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) {
    final Channel child = (Channel) msg;

    child.pipeline().addLast(childHandler);

    for (Entry<ChannelOption<?>, Object> e: childOptions) {
        try {
            if (!child.config().setOption((ChannelOption<Object>) e.getKey(), e.getValue())) {
                logger.warn("Unknown channel option: " + e);
            }
        } catch (Throwable t) {
            logger.warn("Failed to set a channel option: " + child, t);
        }
    }

    for (Entry<AttributeKey<?>, Object> e: childAttrs) {
        child.attr((AttributeKey<Object>) e.getKey()).set(e.getValue());
    }

    try {
        childGroup.register(child).addListener(new ChannelFutureListener() {
            @Override
            public void operationComplete(ChannelFuture future) throws Exception {
                if (!future.isSuccess()) {
                    forceClose(child, future.cause());
                }
            }
        });
    } catch (Throwable t) {
        forceClose(child, t);
    }
}

END。
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在魔都艱苦奮斗，白天是上班族，晚上是知識服務工作者。
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