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Netty 4.x学习(二):Channel和Pipeline详解

前言


Channel概念与java.nio.channel概念一致,用以连接IO设备(socket、文件等)的纽带。Netty 4.x之后的Channel变化较大,官方的唬人的说法是无法通过简单的关键字替换进行迁移。用得较多应该是:ChannelHandler接口重新设计,换了个较为清晰的名字;write不会主动flush。由于笔者3.x、4.x都没用过,所以也无法深入理解版本的变化了。

Netty的Channel概览


这是一个描述

这是一个描述

Channel的IO类型主要有两种:非阻塞IO(NIO)以及阻塞IO(OIO);数据传输类型有两种:按事件消息传递(Message)以及按字节传递(Byte);适用方类型也有两种:服务器(ServerSocket)以及客户端(Socket)。还有一些根据传输协议而制定的的Channel,如:UDT、SCTP等。


Netty按照类型逐层设计相应的类。最底层的为抽象类AbstractChannel,再以此根据IO类型、数据传输类型、适用方类型实现。类图可以一目了然,如下图所示:


wpid-nio-oio.jpg

Netty的Channel Pipeline实现原理分析


AbstractChannel分析,它提供了一些IO操作方法,read、write等,Channel仅仅做了一个封装,方法中将参数直接传递给了Channel的Pipeline成员的相应方法。


Pipeline则是Channel里面非常重要的概念。从数据结构的角度,它是一个双向链表,每个节点均是DefaultChannelHandlerContext对象;从逻辑的角度,它则是netty的逻辑处理链,每个节点均包含一个逻辑处理器(ChannelHandler),用以实现网络通信的编/解码、处理等功能。


Pipeline的链表上有两种handler,Inbound Handler和Outbound handler。从Netty内部IO线程接读到IO数据,依次经过N个Handler到达最内部的逻辑处理单元,这种称之为Inbound Handler;从Channel发出IO请求,依次经过M个Handler到达Netty内部IO线程,这种称之为Outbound Handler。内部代码实现流程则是:Head -> Tail (Inbound),Tail -> Head (Outbound)。下图截取自ChannelPipeline的注释中,简单明了:

wpid-Netty-ChannelPipeline-.png

逻辑处理器ChannelHandlerInvoker介绍


ChannelPipeline仅仅只是逻辑处理的流程,真正逻辑处理器则是ChannelHandlerInvoker。在获得链表节点后,节点会调用自己的invoker成员执行(invoke)逻辑。
public ChannelFuture writeAndFlush(Object msg, ChannelPromise promise) {
    DefaultChannelHandlerContext next = findContextOutbound();
    next.invoker.invokeWriteAndFlush(next, msg, promise);
    return promise;
}

在DefaultChannelHandlerInvoker中只有一个成员(executor),执行逻辑的过程中,Invoker会先判断当前运行线程是否是executor,如果是则直接运行相应方法,不是则启动子线程运行相应方法。
private void invokeWrite(ChannelHandlerContext ctx, Object msg, boolean flush, ChannelPromise promise) {

    if (executor.inEventLoop()) { // 判断是否是当前线程
        invokeWriteNow(ctx, msg, promise);
        if (flush) {
            invokeFlushNow(ctx);
        }
    } else {
        AbstractChannel channel = (AbstractChannel) ctx.channel();
        int size = channel.estimatorHandle().size(msg);
        if (size > 0) {
            ChannelOutboundBuffer buffer = channel.unsafe().outboundBuffer();
            // Check for null as it may be set to null if the channel is closed already
            if (buffer != null) {
                buffer.incrementPendingOutboundBytes(size);
            }
        }
        // 创建一个新的WriteTask
        // executor.execute(task);
        safeExecuteOutbound(WriteTask.newInstance(ctx, msg, size, flush, promise), promise, msg);
    }
}

executor继承自EventExecutor,同时,该对象实现类一般而言也是实现EventLoop接口。EventLoop的实现体现了Netty 4.x的IO线程模型,非常重要,后面再详细解析。

写在最后


至此,上面简单总结了Channel以及Pipeline的处理流程。Channel.write -> ChannelPipeline.write -> ChannelHandlerContext.write -> ChannelHandlerInvoker.write -> ChannelHandler.write。在这个过程中,我也是捡简单的、流程性的代码总结,像EventLoopEventExecutor这种核心部分并没有深入总结,压后再详细解说。

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(原文链接:http://hongweiyi.com/2014/01/netty-4-x-channel-pipeline/

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评论 6
写的果然有深度,抽空静下心来好好拜读
对我来说,太深了,还是先看看小例子
签名: 好想把妹!
写的果然有深度,抽空静下心来好好拜读
赚锟斤拷锟斤拷锟斤拷锟斤拷说
签名: 怎么在家练了了
赚锟斤拷锟斤拷锟斤拷锟斤拷说
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