详解即时通讯开发框架Netty 4.x之Channel和Pipeline

Posted 2022-12-05 wecloud1314

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。

 

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，

Netty的Channel Pipeline实现原理分析

从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)。

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。即时通讯聊天软件app开发可以加蔚可云的v：weikeyun24咨询

    
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。

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。

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EventLoop、EventExecutor这种核心部分并没有深入总结，压后再详细解说。