Netty的Handler鏈調用機制是什么及怎么組織

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什么是 Handler

Netty是一款基于NIO的異步事件驅動網絡應用框架，其核心概念之一就是Handler。而Handler是Netty中處理事件的核心組件，用于處理入站和出站的數據流，實現業務邏輯和網絡協議的處理。

在Netty中，Handler是一個接口，主要分為兩種：ChannelInboundHandler(入站Handler)和ChannelOutBoundHandler(出站Handler)，如下圖所示。

• ChannelInboundHandler ：處理從網絡通道中讀取到的數據，包括解碼、反序列化、消息分發等操作；

• ChannelOutboundHandler：可以負責將處理結果編碼、加密并通過網絡通道發送出去等

Handler 是怎么被組織起來的

• 為了方便事件在各個Handler中處理與傳遞，在Netty中，每一個ChannelHandler被封裝為一個ChannelHandlerContext

• ChannelHandlerContext提供了對ChannelHandler的訪問，以及它前后相鄰的ChannelHandler的訪問。在ChannelHandlerContext的抽象實現類AbstractChannelHandlerContext，可以很清楚的看到，它擁有next和prev兩個屬性，分別對應下一個和上一個ChannelHandlerContext

• 在Netty中，一個完整的處理鏈路可以由多個ChannelHandlerContext組成，這些ChannelHandlerContext形成一個管道（Pipeline） ，通過管道串聯起來，形成完整的數據處理流程。在數據流經過管道中的每個ChannelHandlerContext時，都可以對數據進行一些特定的處理。

Handler 鏈調用機制

簡述

在ChannelPipeline的源碼中，我們可以看到這樣的一段注釋

這可能容易讓人產生認為Pipeline 中維護了兩條鏈表，其中一條用于處理出站事件，另外一條處理入站事件。

實際上，Pipeline是維護了一條雙向鏈表，當數據從入站方向流經處理程序鏈時，數據從雙向鏈表的head 向后面遍歷，依次將事件交由后面一個handler處理，當數據從出站方向流經處理程序鏈時，數據從雙向鏈表的tail 向前面遍歷，依次將事件交由下一個handler處理。

ChannelPipeline 如何調度 handler

上面提到，Pipeline 中維護了一個由handler雙向鏈表。那么，當事件進入pipeline 中時，ChannelPipeline 是如何調用這些 handler 的呢 ?

• 當一個請求進入時，pipeline 會首先調用 ChannelContext 的 fireXXX() 方法（下面以 fireChannelRead() 為例），在 fireChannelRead()中，會調用 invokeChannelRead(head, msg) 并將包裝著下一個要執行的 handler的ChannelContext傳入

事件第一個經過的一定是 head ，因此在下面的代碼中，invokeChannelRead()傳入的是 head

 @Override
 public final ChannelPipeline fireChannelRead(Object msg) {
     AbstractChannelHandlerContext.invokeChannelRead(head, msg);
     return this;
 }

• 進入invokeChannelRead()，后會調用handler真正的channelRead(this, msg)方法進行業務處理

 private void invokeChannelRead(Object msg) {
     if (invokeHandler()) {
         try {
             ((ChannelInboundHandler) handler()).channelRead(this, msg);
         } catch (Throwable t) {
             notifyHandlerException(t);
         }
     } else {
         fireChannelRead(msg);
     }
 }

• 進行業務處理之后，channelRead()會執行ctx.fireChannelRead(msg),通過這行代碼將處理過的消息傳遞給下一個處理器進行處理

 @Override
 public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
     ctx.fireChannelRead(msg);
 }

• 從下面的代碼可以看到，fireChannelRead() 方法與上面 1 中唯一不同的是，調用了findContextInbound()方法來尋找下一個 handler

• 在findContextInbound()中，我們可以發現，它使用了一個 do while 循環來尋找下一個 handler，這個循環當下一個 handler 的類型同為 inbound時，會被返回。因此，當事件入站時，每次進行事件處理的handler 都是 ChannelInboundHandler。（出站同理）

• 至此，fireChannelRead()調用當前AbstractChannelHandlerContext的invokeChannelRead() 回到 2

 @Override 
 public ChannelHandlerContext fireChannelRead(final Object msg) {
     invokeChannelRead(findContextInbound(), msg);
     return this;
 }
 
 private AbstractChannelHandlerContext findContextInbound() {
     AbstractChannelHandlerContext ctx = this;
     do {
         ctx = ctx.next;
     } while (!ctx.inbound);
     return ctx;
 }

從這點可以看出：一般情況下，我們需要在處理程序鏈中的每個handler調用 ctx.fireChannelRead(msg)，以確保將事件傳遞給下一個處理程序。如果在handler中未調用 ctx.fireChannelRead(msg)，則該事件將被截獲并停留在當前handler中，不會傳遞到下一個處理程序。

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