netty组件介绍(2)-channel组件

ChannelHandler组件介绍

ChannelHandler组件包含了业务处理核心逻辑，是由用户自定义的内容，开发人员百分之九十的代码都是ChannelHandler。Netty提供2个重要的 ChannelHandler 子接口，用来自定义ChannelHandler：

ChannelInboundHandler - 处理进站数据和所有状态更改事件（进站指的是读操作等由通道引发的事件）
ChannelOutboundHandler - 处理出站数据，允许拦截各种操作（出站指的是写操作等由用户触发的事件，发送到远方服务器的事件）

来看一下ChannelHandler的类层次结构：

上面的类中的Adapter类，提供很多默认操作，比如ChannelHandler中有很多很多方法，我们用户自定义的方法有时候不需要重载全部，只需要重载一两个方法，那么可以使用Adapter类，它里面有很多默认的方法。其它框架中结尾是Adapter的类的作用也大都是如此。所以我们在使用netty的时候，往往很少直接实现ChannelHandler的接口，经常是继承Adapter类。

Channel生命周期

我们写入门例子的时候，重载了几个方法，这几个属于生命周期的一部分。我们之所以了解channel的生命周期，是因为生命周期的每个阶段都会绑定一个事件，我们可以捕获这个事件进行处理，Handler类里面主要的内容就是处理这些事件。我们来看一下channel的状态：

下面是状态之间的转换：

上面是channel四种类型的状态和事件，我们来回顾入门示例中，客户端在处于active状态，也就是连接到远程服务器的时候，我们做了一件事，就是发送一个消息：

也就是channel在进行状态转换的时候，进站出站的类可以监听到，我们的handler继承了这些类以后，可以处理这些事件，重载方法。
当 ChannelHandler 添加到 ChannelPipeline，或者从ChannelPipeline 移除后，也会有一些状态的转换，对应的事件也会被监听到，对应的方法将会被调用：

ChannelInboundHandler主要处理入站事件，入站的时候发生的事件有很多，当接收到数据或者与之关联的Channel状态改变时调用。ChannelInboundHandler的生命周期与 Channel 的生命周期接近，中间有很多和业务相关的事件：

从这里我们就看到了很多熟悉的方法，在我们的入门例子中，处理过读事件。在这里如果相应的事件发生的时候有业务需要进行处理，我们在写handler的时候重载相应的方法即可。同理，ChannelOutboundHandler中也有很多方法和事件：

ChannelPipeline组件

了解了ChannelInboundHandler和ChannelOutboundHandler，我们来看看ChannelPipeline。ChannelPipeline其实就是一个ChannelHandler容器，里面包括一系列的ChannelHandler 实例,用于拦截流经一个Channel 的入站和出站事件，每个Channel都有一个ChannelPipeline，我们要给channel添加处理类，可以修改 ChannelPipeline 通过动态添加和删除 ChannelHandler，它定义了丰富的API调用来回应入站和出站事件。

我们自己定义的handler也都会添加进去：

这里面可以调用上面的三个方法操作多个。

ChannelHandlerContext组件

有一个问题，建立连接后，handler的参数如何传递？就是靠ChannelHandlerContext来传递的。ChannelHandlerContext表示ChannelHandler 和ChannelPipeline 之间的关联，在ChannelHandler 添加到 ChannelPipeline 时创建ChannelHandlerContext表示两者之间的关系，

由于每个ChannelHandler都对应一个ChannelHandlerContext，所以ChannelHandler之间其实没有联系，都是由ChannelHandlerContext关联起来的。在我们的入门例子中，处理读事件的时候，有印象的一定还记得里面就是通过ChannelHandlerContext获取参数的：

流程总结

介绍完上面的大致可以总结流程了，服务端有EventLoopGroup，每个EventLoopGroup有很多EventLoop，每个EventLoop里面有Selector，Selector里面注册了很多channel，我们的netty服务端接收的一个个连接就是一个个channel，每个channel都有一个ChannelPipeline，而ChannelPipeline就是ChannelHandler的容器，里面存放了很多个ChannelHandler实例。ChannelHandler实例就是我们处理一个个业务的类。我们一个channel可能有很多ChannelHandler，如何串起来呢？其实多个ChannelHandler直间没有直接关系，每个ChannelHandler都对应一个ChannelHandlerContext，ChannelHandlerContext之间是有连接关系的，多个ChannelHandler就是靠他们各自对应的ChannelHandlerContext串联起来的。来看一个流程图：

ChannelHandlerContext为什么是双向的呢？其实ChannelPipeline中包含进站和出站操作，都是放在一个链表里面的，进和出的方向肯定不同，所以ChannelHandlerContext之间是双向的，比如如果是Inbound操作，那么在整个链表中我只看InBoundHandler，遇到OutBoundHandler就会跳过，所以说，Inbound和OutBound会放在一个链中，不是两条链。
程序示例

我们再来看一个程序例子，一样的流程，先看服务端：

这里面的代码基本上和入门例子基本一样，只是channel多个两个配置，一个是128个阻塞，一个是keepalived。我们看一下channelpipline的配置：

最下面的ServerHandler还是我们的业务处理类，上面的StringDecoder和StringEncoder可以看出是编码和解码的协议，最上面的DelimiterBasedFrameDecoder是一个解码器，这个解码器后面的参数是 (8192, Delimiters.lineDelimiter()) ，就是按行解码，有tcp的数据包来了，比如在消息中有n换行的符号，那就算是一个包，如果到了8192大小的数据还没有，就把包丢弃，比如：
this isn a netty worldn
就是两个包。
我们来看ServerHandler里面的处理，

这个处理也很简单，channelRead方法里面就是打印出来，然后回写回去，末尾加了一个换行符。ctx.channel().remoteAddress()表示远程连接的地址。channelReadComplete方法表示read完后，打印服务端读取完成，flush就是发送到网络上。

客户端的代码基本上和入门例子一样：

这里面的不同是在channel的pipline里面也多加了三个处理器，内容基本上和服务端一样，客户端handler代码：

客户端的handler中多重载的几个方法，大家可以对应一下前面讲的生命周期中的状态，channelRegistered方法中是注册成功后的打印一条信息，channelActive方法是channel激活并连接到远程后，打印信息并发送一个hello，channelRead方法是客户端读取服务端返回的信息后，打印在控制台上，然后发送给服务端，channelReadComplete方法表示读取完毕后发送和打印，exceptionCaught方法表示发生异常时的操作，我们来启动服务端和客户端看一下效果：

上面发送的第一个信息hello后面跟了一个n，因为服务端和客户端都是接到消息后返回给另一端，导致无限循环互相发送的效果，如果把hello字符串的换行符去掉，看一下效果：

可以看到没有打印了，这是因为程序中的第一个handler是根据换行符分隔数据包的，这里的消息没有换行符，所以程序认为消息没有结束，这时候就会卡在第一个handler里面，不会走到下面的字符串协议中，更不会走到ServerHandler中。这也是一种网络编程中的半包问题，也就是包没有结束，不完整。
pipline中的handler是按照加入的顺序处理的，我们执行的是addLast方法：