Netty的Handler链调用机制及如何组织详解

什么是 Handler

Netty是一款基于NIO的异步事件驱动网络应用框架，其核心概念之一就是Handler。而Handler是Netty中处理事件的核心组件，用于处理入站和出站的数据流，实现业务逻辑和网络协议的处理。

在Netty中，Handler是一个接口，主要分为两种：ChannelInboundHandler(入站Handler)和ChannelOutBoundHandler(出站Handler)，如下图所示。

• ChannelInboundHandler ：处理从网络通道中读取到的数据，包括解码、反序列化、消息分发等操作；
• ChannelOutboundHandler：可以负责将处理结果编码、加密并通过网络通道发送出去等

Handler 是怎么被组织起来的

• 为了方便事件在各个Handler中处理与传递，在Netty中，每一个ChannelHandler被封装为一个ChannelHandlerContext
• ChannelHandlerContext提供了对ChannelHandler的访问，以及它前后相邻的ChannelHandler的访问。在ChannelHandlerContext的抽象实现类AbstractChannelHandlerContext，可以很清楚的看到，它拥有next和prev两个属性，分别对应下一个和上一个ChannelHandlerContext
• 在Netty中，一个完整的处理链路可以由多个ChannelHandlerContext组成，这些ChannelHandlerContext形成一个管道（Pipeline） ，通过管道串联起来，形成完整的数据处理流程。在数据流经过管道中的每个ChannelHandlerContext时，都可以对数据进行一些特定的处理。

Handler 链调用机制

简述

在ChannelPipeline的源码中，我们可以看到这样的一段注释

这可能容易让人产生认为Pipeline 中维护了两条链表，其中一条用于处理出站事件，另外一条处理入站事件。

实际上，Pipeline是维护了一条双向链表，当数据从入站方向流经处理程序链时，数据从双向链表的head 向后面遍历，依次将事件交由后面一个handler处理，当数据从出站方向流经处理程序链时，数据从双向链表的tail 向前面遍历，依次将事件交由下一个handler处理。

ChannelPipeline 如何调度 handler

上面提到，Pipeline 中维护了一个由handler双向链表。那么，当事件进入pipeline 中时，ChannelPipeline 是如何调用这些 handler 的呢 ?

• 当一个请求进入时，pipeline 会首先调用 ChannelContext 的 fireXXX() 方法（下面以 fireChannelRead() 为例），在 fireChannelRead()中，会调用 invokeChannelRead(head, msg) 并将包装着下一个要执行的 handler的ChannelContext传入

事件第一个经过的一定是 head ，因此在下面的代码中，invokeChannelRead()传入的是 head

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

• 进入invokeChannelRead()，后会调用handler真正的channelRead(this, msg)方法进行业务处理

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

• 进行业务处理之后，channelRead()会执行ctx.fireChannelRead(msg),通过这行代码将处理过的消息传递给下一个处理器进行处理

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

• 从下面的代码可以看到，fireChannelRead() 方法与上面 1 中唯一不同的是，调用了findContextInbound()方法来寻找下一个 handler
• 在findContextInbound()中，我们可以发现，它使用了一个 do while 循环来寻找下一个 handler，这个循环当下一个 handler 的类型同为 inbound时，会被返回。因此，当事件入站时，每次进行事件处理的handler 都是 ChannelInboundHandler。（出站同理）
• 至此，fireChannelRead()调用当前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;
 }

从这点可以看出：一般情况下，我们需要在处理程序链中的每个handler调用 ctx.fireChannelRead(msg)，以确保将事件传递给下一个处理程序。如果在handler中未调用 ctx.fireChannelRead(msg)，则该事件将被截获并停留在当前handler中，不会传递到下一个处理程序。

事件出站的调度从双向链表的tail开始，调用机制与入站类似，这里不再赘述。

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