Pipeline 的事件传播机制

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Pipeline 的事件传播机制

前面章节中，我们已经知道 AbstractChannelHandlerContext 中有 inbound 和 outbound 两个 boolean 变量，分别用于标识 Context 所对应的 handler 的类型，即：

1、inbound 为 true 是,表示其对应的 ChannelHandler 是 ChannelInboundHandler 的子类。

2、outbound 为 true 时，表示对应的 ChannelHandler 是 ChannelOutboundHandler 的子类。

这里大家肯定还有很多疑惑，不知道这两个字段到底有什么作用? 这还要从 ChannelPipeline 的事件传播类型说起。

Netty 中的传播事件可以分为两种：Inbound 事件和 Outbound 事件。如下是从 Netty 官网针对这两个事件的说明：

从上图可以看出，inbound 事件和 outbound 事件的流向是不一样的，inbound 事件的流行是从下至上，而 outbound刚好相反，是从上到下。并且 inbound 的传递方式是通过调用相应的 ChannelHandlerContext.fireIN_EVT()方法，而outbound 方法的的传递方式是通过调用 ChannelHandlerContext.OUT_EVT()方法。例如：ChannelHandlerContext 的 fireChannelRegistered()调用会发送一个 ChannelRegistered 的 inbound 给下一个 ChannelHandlerContext，而 ChannelHandlerContext 的 bind()方法调用时会发送一个 bind 的 outbound 事件给下一个 ChannelHandlerContext。

Inbound 事件传播方法有：

public interface ChannelInboundHandler extends ChannelHandler { 
    void channelRegistered(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception; 
    void channelUnregistered(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception; 
    void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception; 
    void channelInactive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception; 
    void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception; 
    void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception; 
    void userEventTriggered(ChannelHandlerContext ctx, Object evt) throws Exception; 
    void channelWritabilityChanged(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception; 
    void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception; 
}

Outbound 事件传播方法有：

public interface ChannelOutboundHandler extends ChannelHandler { 

	void bind(ChannelHandlerContext ctx, SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise) throws Exception; 
	void connect( 
        ChannelHandlerContext ctx, SocketAddress remoteAddress, 
        SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise) throws Exception; 
	void disconnect(ChannelHandlerContext ctx, ChannelPromise promise) throws Exception; 
	void close(ChannelHandlerContext ctx, ChannelPromise promise) throws Exception; 
	void deregister(ChannelHandlerContext ctx, ChannelPromise promise) throws Exception; 
	void read(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception; 
	void flush(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception; 
}

大家应该发现了规律：inbound 类似于是事件回调（响应请求的事件），而 outbound 类似于主动触发（发起请求的事件）。注意，如果我们捕获了一个事件，并且想让这个事件继续传递下去，那么需要调用 Context 对应的传播方法 fireXXX，例如：

public class MyInboundHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter { 
@Override 
	public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception { 
        System.out.println("连接成功"); 
        ctx.fireChannelActive(); 
	} 
}

public class MyOutboundHandler extends ChannelOutboundHandlerAdapter { 
@Override 
	public void close(ChannelHandlerContext ctx, ChannelPromise promise) throws Exception 		{ 
		System.out.println("客户端关闭"); 
		ctx.close(promise); 
	} 
}

如上面的示例代码：MyInboundHandler 收到了一个 channelActive 事件，它在处理后，如果希望将事件继续传播下去，那么需要接着调用 ctx.fireChannelActive()方法。

Outbound 事件传播方式

Outbound 事件都是请求事件(request event)，即请求某件事情的发生，然后通过 Outbound 事件进行通知。

Outbound 事件的传播方向是 tail -> customContext -> head。

我们接下来以 connect 事件为例，分析一下 Outbound 事件的传播机制。

首先，当用户调用了 Bootstrap 的 connect()方法时，就会触发一个 Connect 请求事件，此调用会触发如下调用链：

继续跟踪，我们就发现 AbstractChannel 的 connect()其实由调用了 DefaultChannelPipeline 的 connect()方法：

public ChannelFuture connect(SocketAddress remoteAddress, ChannelPromise promise) { 
	return pipeline.connect(remoteAddress, promise); 
}

而 pipeline.connect()方法的实现如下：

public final ChannelFuture connect(SocketAddress remoteAddress, ChannelPromise promise) { 
	return tail.connect(remoteAddress, promise); 
}

可以看到，当 outbound 事件(这里是 connect 事件)传递到 Pipeline 后，它其实是以 tail 为起点开始传播的。

而 tail.connect()其实调用的是 AbstractChannelHandlerContext 的 connect()方法：

public ChannelFuture connect( 
    final SocketAddress remoteAddress, 
    final SocketAddress localAddress, final ChannelPromise promise) { 
    //此处省略 N 句 
    final AbstractChannelHandlerContext next = findContextOutbound(); 
    EventExecutor executor = next.executor(); 
    next.invokeConnect(remoteAddress, localAddress, promise); 
    //此处省略 N 句 
    return promise; 
}

findContextOutbound()方法顾名思义，它的作用是以当前 Context 为起点，向 Pipeline 中的 Context 双向链表的前端寻找第一个 outbound 属性为 true 的 Context（即关联 ChannelOutboundHandler 的 Context），然后返回。

findContextOutbound()方法代码实现如下：

private AbstractChannelHandlerContext findContextOutbound() { 
AbstractChannelHandlerContext ctx = this; 
do {
	ctx = ctx.prev; 
} while (!ctx.outbound); 
	return ctx; 
}

当我们找到了一个 outbound 的 Context 后，就调用它的 invokeConnect()方法，这个方法中会调用 Context 其关联的 ChannelHandler 的 connect()方法：

private void invokeConnect(SocketAddress remoteAddress, SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise) { 
	if (invokeHandler()) { 
        try {
    ((ChannelOutboundHandler) handler()).connect(this, remoteAddress, localAddress, promise); 
        } catch (Throwable t) { 
            notifyOutboundHandlerException(t, promise); 
        } 
        } else { 
            connect(remoteAddress, localAddress, promise); 
        } 
}

如果用户没有重写 ChannelHandler 的 connect()方法，那么会调用 ChannelOutboundHandlerAdapter 的 connect() 实现：

public void connect(ChannelHandlerContext ctx, SocketAddress remoteAddress, 
	SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise) throws Exception { 
	ctx.connect(remoteAddress, localAddress, promise); 
}

我们看到，ChannelOutboundHandlerAdapter 的 connect()仅仅调用了 ctx.connect()，而这个调用又回到了：

Context.connect -> Connect.findContextOutbound -> next.invokeConnect -> handler.connect -> Context.connect

这样的循环中，直到 connect 事件传递到 DefaultChannelPipeline 的双向链表的头节点，即 head 中。为什么会传递到 head 中呢？回想一下，head 实现了 ChannelOutboundHandler，因此它的 outbound 属性是 true。

因为 head 本身既是一个 ChannelHandlerContext，又实现了 ChannelOutboundHandler 接口，因此当 connect()消息传递到 head 后，会将消息转递到对应的 ChannelHandler 中处理，而 head 的 handler()方法返回的就是 head 本身：

public ChannelHandler handler() { 
	return this; 
}

因此最终 connect()事件是在 head 中被处理。head 的 connect()事件处理逻辑如下：

public void connect( 
    ChannelHandlerContext ctx, 
    SocketAddress remoteAddress, SocketAddress localAddress, 
    ChannelPromise promise) throws Exception { 
    unsafe.connect(remoteAddress, localAddress, promise); 
}