ChannelHandler
Channel生命周期
| 状态 | 描述 |
|---|---|
| ChannelUnregistered | Channel已经被创建，但未注册到EventLoop |
| ChannelRegistered | Channel已经被注册到了EventLoop |
| ChannelActive | Channel处于活动状态(已经连接到它的远程节点)。现在Channel可以接受和发送数据 |
| ChannelInActive | Channel没有连接到远程节点 |
一般Channel的生命周期顺序ChannelRegistered -> ChannelActive -> ChannelInactive -> ChannelUnregistered。
当Channel的状态发生变化时，将会生成对应的事件。与此同时，这些事件会被转发给ChannelPipeline中的ChannelHandler。
ChannelHandler生命周期
ChannelHandler定义的生命周期操作，在ChannelHandler被添加到ChannelPipeline中或者被从ChannelPipeline中移除时会调用这些方法。这些方法中都可以接受一个ChannelHandlerContext参数。
| 类型 | 描述 |
|---|---|
| handlerAdded | 当把ChannelHandler添加到ChannelPipeline中时被调用 |
| handlerRemoved | 当从ChannelHandler在ChannelPipeline移除时调用 |
| exceptionCaught | 当处理过程中在ChannelPipeline中有错误产生时被调用 |
Netty中定义了下面两个重要的ChannelHandler接口：
- ChannelInboundHandler——处理入站数据以及各种状态变化
- CHannelOutboundHandler——处理出站数据并且允许拦截所有的操作
ChanneInboundHandler接口
| 类型 | 描述 |
|---|---|
| channelRegistered | 当Channel已经注册到它的EventLoop并且能够处理I/O时被调用 |
| channelUnregistered | 当Channel从它的EventLoop注销并且无法处理任何I/O时被调用 |
| channelActive | 当Channel处于活动状态时被调用；Channel已经连接/绑定并且已经就绪 |
| channelInactive | 当Channel离开活动状态并且不再连接它的远程节点时被调用 |
| channelReadComplete | 当Channel的一个读操作完成时被调用 |
| channelRead | 当从Channel读取数据时被调用 |
| channelWritabilityChanged | 当Channel的可写状态发生改变时被调用。用户可以确保写操作不会完成的太快(以避免发生OutOfMemoryError)或者可以在Channel变为再次可写时恢复写入。Channel的isWriteable()方法可以来检测Channel的可写性。与可写性相关的阀值可以通过Channel.config().setWriteHighWaterMark()和Channel.config().setWriteLowWaterMark()方法来设置 |
| userEventTriggered | 当ChannelInboundHandler.fireUserEventTriggered()方法被调用时被调用。 |
当某个ChannelInboundHandler的实现重写channelRead()方法时，它将负责显示地释放与池化的ByteBuf实例相关的内存。ReferenceCountUtil.release()
Netty会使用WARN级别的日志消息记录未释放的资源，但是以这种方式管理资源可能非常繁琐，Netty采用SimpleChannelInboundHandler来简化这种操作。
ChannelOutboundHandler接口
出站操作和数据将由ChannelOutboundHandler处理。它的方法将被Channel、ChannelPipeline以及ChannelHandlerContext调用。
ChannelOutboundHandler可以按需推迟操作或者事件。
| 类型 | 描述 |
|---|---|
| bind(ChannelHandlerContext, SockertAddress, ChannelPromise) | 当请求将Channel绑定到本地地址时被调用 |
| connect(ChannelHandlerContext, SocketAddress, SockertAddress, ChannelPromise) | 当请求将Channel连接到远程节点时被调用 |
| disconnect(ChannelHandlerContext, ChannelPromise) | 当请求将Channel从远程节点断开时被调用 |
| close(ChannelHandlerContext, ChannelPromise) | 当请求关闭Channel时被调用 |
| deregister(ChannelHandlerContext, ChannelPromise) | 当请求将Channel丛它的EventLoop注销时被调用 |
| read(ChannelHandlerContext) | 当请求从Channel读取更多的数据时被调用 |
| flush(ChannelHandlerContext) | 当请求通过Channel将入队数据冲刷到远程节点时被调用 |
| write(ChannelHandlerContext, Object, ChannelPromise) | 当请求通过Channel将数据写到远程节点时被调用 |
ChannelOutboundHandler中的大部分方法都需要一个ChannelPromise参数，方便在操作完成时获取通知。ChannelPromise时ChannelFuture的一个子类，定义了一些可写方法，如setSuccess()和setFailure()方法
ChannelHandler适配器
ChannelInboundHandlerAdapter和ChannelOutboundHandlerAdapter两个适配器分别提供了ChannelInboundHandler和ChannelOutboundHandler的基本实现。通过扩展抽象类ChannelHandlerAdapter，它们获得了它们共同的超接口ChannelHandler的方法。
ChannelHandlerAdapter提供了isSharable()，如果其对应的实现被注解标注为Sharable，这方法将返回true，表示它可以被添加到多个ChannelPipeline。
ChannelInboundHandlerAdapter和ChannelOutboundHandlerAdapter中的方法体调用了其相关联的ChannelHandlerContext上的等效方法，从而将事件转发到了ChannelPipeline中的下一个ChannelHandler中。
资源管理
Netty目前定义了4种泄露检测级别：
| 级别 | 描述 |
|---|---|
| DISABLED | 禁用泄漏检测。只有在详尽的测试之后才应设置为这值 |
| SIMPLE | 使用1%的默认采样率检测并报告任何发现的泄漏。这是默认级别，适合绝大部分情况 |
| ADVANCED | 使用默认的采样率，报告所发现的任何的泄漏以及对应的消息被访问的位置 |
| PARANOID | 类似于ADVANCED,但是其将会对每次(对消息的)访问都进行采样。会对性能有很大影响，只能在调试阶段使用 |
java -Dio.netty.leakDetectionLevel=ADVANCED
如果一个消息被消费或者丢弃了，并且没有传递给ChannelPipeline中的下一个ChannelOutboundHandler，那么用户就有责任调用ReferenceCountUtil.release()。如果消息到达了实际的传输层，那么当它被写入时或者Channel关闭时，都将被自动释放。
ChannelPipeline接口
每一个新创建的Channel都将会被分配一个新的ChannelPipeline。这项关联是永久性的；Channel既不能附加另外一个ChannelPipeline，也不能分离当前的。
根据事件的起源，事件将会被ChannelInboundHandler或者ChannelOutboundHandler处理。随后，会调用ChannelHandlerContext实现，它将被转发给同一超类型的下一个ChannelHandler。
ChannelHandlerContext使ChannelHandler能够和它的ChannelPipeline以及其他的ChannelHandler交互。ChannelHandler可以通知其所属的ChannelPipeline中的下一个ChannelHandler，甚至可以动态修改它所属的ChannelPipeline。
在ChannelPipeline传播事件时，它会测试ChannelPipeline中的下一个ChannelHandler的类型是否和事件的运动方向相匹配。如果不匹配，ChannelPipeline将跳过该ChannelHandler并前进到下一个，直到它找到和该事件所期望的方向相匹配的为止。（ChannelHandler可以同时实现ChannelInboundHandler和ChannelOutboundHandler接口）
修改ChannelPipeline
ChannelHandler可以通过添加、删除或者替换其他的ChannelHandler来实时地修改ChannelPipeline的布局。
| 名称 | 描述 |
|---|---|
| addFirst(),addBefore(),addAfter(),addLast() | 将一个ChannelHandler添加到ChannelPipeline |
| remove() | 将一个ChannelHandler从ChannelPipeline中移除 |
| replace() | 将ChannelPipeline中的一个ChannelHandler替换为另一个ChannelHandler |
| get() | 通过类型或者名称返回ChannelHandler |
| context() | 返回和ChannelHandler绑定的ChannelHandlerContext |
| names() | 返回ChannelPipeline中所有的ChannelHandle的名称 |
触发事件
ChannelPipeline的API公开了用于调用入站和出站操作的附加方法，用于通知ChannelInboundHandler在ChannelPipeline中所发生的事件。
| 名称 | 描述 |
|---|---|
| fireChannelRegistered | 调用ChannelPipeline中下一个ChannelInboundHandler的channelRegistered(ChannelHandlerContext)方法 |
| fireChannelUnregistered | 调用ChannelPipeline中下一个ChannelInboundHandler的channelUnregistered(ChannelHandlerContext)方法 |
| fireChannelActive | 调用ChannelPipeline中下一个ChannelInboundHandler的channelActive(ChannelHandlerContext) |
| fireChannelInActive | 调用ChannelPipeline中下一个ChannelInboundHandler的channelInactive(ChannelHandlerContext)方法 |
| fireExceptionCaught | 调用ChannelPipeline中下一个ChannelInboundHandler的exceptionCaught(ChannelHandlertext, Throwable)方法 |
| fireUserEventTriggerd | 调用ChannelPipeline中下一个ChannelInboundHandler的userEventTriggered(ChannelHandlertext, Object)方法 |
| fireChannelRead | 调用ChannelPipeline中下一个ChannelInboundHandler的channelRead(ChannelHandlertext, Object msg)方法 |
| fireChannelReadComplete | 调用ChannelPipeline中下一个ChannelInboundHandler的channelReadComplete(ChannelHandlertext)方法 |
| fireChannelWritabilityChanged | 调用ChannelPipeline中下一个ChannelInboundHandler的channelWritabilityChanged(ChannelHandlertext)方法 |
ChannelPipelin的出站操作
| 名称 | 描述 |
|---|---|
| bind | 将Channel绑定到一个本地地址，将调用ChannelPipeline中的下一个ChannelOutboundHandler的bind(ChannelHandlerContext,Socket,ChannelPromise)方法 |
| connect | 将Channel连接到一个远程地址，这将调用ChannelPipeline中的下一个ChannelOutboundHandler的connect(ChannelHandlerContext,Socket,ChannelPromise)方法 |
| disconnect | 将Channel断开连接。这将调用ChannelPipeline中的下一个ChannelOutboundHandler的disconnect(ChannelHandlerContext,Socket,ChannelPromise)方法 |
| close | 将Channel关闭。这将调用ChannelPipeline中的下一个ChannelOutboundHandler的close(ChannelHandlerContext,ChannelPromise)方法 |
| deregister | 将Channel从它先前分配的EventExecutor(即EventLoop)中注销，这将调用ChannelPipeline中的下一个ChannelOutboundHandler的deregister(ChannelHandlerContext,ChannelPromise)方法 |
| flush | 冲刷Channel所有挂起的写入。这将调用ChannelPipeline中的下一个ChannelOutboundHandler的flush(ChannelHandlerContext)方法 |
| write | 将消息写入Channel。这将调用ChannelPipeline中的下一个ChannelOutboundHandler的write(ChannelContext,Object msg,ChannelPromise)方法。这并不会将消息写入底层的Socket，而只会将它放入到队列中。要将它写入到Socket，需要调用flush或者writeAndFlush方法 |
| writeAndFlush | 先调用write再调用flush的便利方法 |
| read | 请求从Channel中读取更多的数据。这将调用ChannelPipeline中的下一个ChannelOutboundHandler的read(ChannelHandlerContext)方法 |
- ChannelPipeline保存了与Channel相关联的ChannelHandler
- ChannelPipeline可以根据需要，通过添加或者删除ChannelHandler来动态修改
- ChannelPipeline有着丰富的API调用，以响应入站和出站事件
ChanneHandlerContext接口
ChannelHandlerContext代表了ChannelHandler和ChannelPipeline之间的关联。每当有ChannelHandler添加到ChannelPipeline中时，都会创建ChannelHandlerContext。ChannelHandlerContext的主要功能是管理它所关联的ChannelHandler和在同一个ChannelPipeline中的其他ChannelHandler之间的交互。
ChannelHandlerContext有很多方法，其中一些方法也存在于Channel和ChannelPipeline本身上。如果调用Channel或者ChannelPipeline上的方法，它们将沿着整个ChannelPipeline进行传播，而调用ChannelHandlerContext上的相同方法，则从当前所关联的ChannelHandler开始，并且只会传播给位于该ChannelHandler的下一个能够处理该事件的ChannelHandler。
| 方法名称 | 描述 |
|---|---|
| alloc | 返回和这个实例相关的Channel所配置的ByteBufAllocator |
| bind | 绑定到给定的SocketAddress，并返回ChannelFuture |
| channel | 返回绑定到这个实例的Channel |
| close | 关闭Channel，并返回ChannelFuture |
| connect | 连接给定的SocketAddress，并返回ChannelFuture |
| deregister | 从之前分配的EventExecutor注销，并返回ChannelFuture |
| disconnect | 从远程节点断开，并返回ChannelFuture |
| executor | 返回调度事件的EventExecutor |
| fireChannelActive | 触发对下一个ChannelInboundHandler上的channelActive()方法的调用 |
| fireChannelInActive | 触发下一个ChannelInboundHandler上的channelInActive()方法 |
| fireChannelRead | 触发对下一个ChannelInboundHandler上的channelRead()方法 |
| fireChannelReadComplete | 触发对下一个ChannelInboundHandler上的channelReadComplete()方法的调用 |
| fireChannelRegistered | 触发对下一个ChanneInboundHandler上的fireChannelRegistered方法的调用 |
| fireChannelUnregistered | 触发对下一个ChannelInboundHandler上的fireChannelUnregistered方法的调用 |
| fireChannelWritabilityChanged | 触发对下一个ChannelInboundHandler上的fireChannelWritabilityChanged方法的调用 |
| fireExceptionCaught | 触发对下一个ChannelInboundHandler上的fireExceptionCaught方法的调用 |
| fireUserEventTriggered | 触发对下一个ChannelInboundHandler上的fireUserEventTriggered(Object evt)方法的调用 |
| handler | 返回绑定到这个实例的ChannelHandler |
| isRemoved | 如果从关联的ChannelHandler已经被从ChannelPipeline中移除则返回true |
| name | 返回这个实例的唯一名称 |
| pipeline | 返回这个实例相关联的ChannelPipeline |
| read | 将数据从Channel读取到第一个入站缓冲区；如果读取成功则触发一个channelRead事件，并（在最后一个消息被被读取完成后）通知ChannelInboundHandler的channelReadComplete(ChannelHandlerContext)方法 |
| write | 通过这个实例写入消息并经过ChannelPipeline |
| writeAndFlush | 通过这个实例写入并冲刷消息并经过ChannelPipeline |
- ChannelHanlderContext和ChannelHandler之间的关联是永远不会改变的，所以缓存对它的引用是安全的
- ChannelHandlerContext上的方法产生的事件流更短，应该利用这个特性尽可能的获得最大的性能
使用ChannelHandlerContext
让ChannePipeline从某个特定的点开始传播的原因：
- 为了减少将事件传经对它不感兴趣的ChannelHandler所带来的开销
- 为了减少将事件传经那些可能会对它感兴趣的ChannelHandler
要想调用从某个特定的ChannelHandler开始处理的过程，必须获取到在(ChannelPipeline)该ChannelHandler之前的hannelHandler所关联的ChannelHandlerContext。这个ChannelHandlerContext将调用和它所关联的ChannelHandler之后的ChannelHandler。
一个ChannelHandler可以从属于多个ChannelPipeline，所以它(同一个ChannelHandler)也可以绑定到多个ChannelHandlerContext实例。用于这种用法的ChannelHandler必须使用@Shareable注解标注；否则将它添加到多个ChannelPipeline时将会触发异常。显而易见，为了安全地被用于多个并发的Channel(即连接)，这样的ChannelHandler必须是线程安全的。
为何要共享一个ChannelHandler？
在多个ChannelPipeline中安装同一个ChannelHandler的一个常见原因是用于收集跨越多个Channel的统计信息。
异常处理
处理入站异常
如果在处理入站事件的过程中有异常被抛出，那么它将从它在ChannelInboundHandler里被触发的那一点开始流经ChannelPipeline。如果想要处理这种类型的入站异常，必须在你的ChannelInboundHandler中重写exceptionCaught(ChannelHandlerContext,Throwable)
异常会按照入站方向流动，所以一般处理异常的逻辑通常都在最后一个ChannelInboundHandler中实现
- ChannelHandler.exceptionCaught()的默认实现是简单的将当前异常转发给ChannelPipeline中的下一个ChannelHandler
- 如果异常到达了ChannelPipeline的尾端，它将会被记录为未被处理
- 要想定义自定义的处理逻辑，你需要重写exceptionCaught()方法，然后决定是否将该异常传播出去。
处理出站异常
用于处理出站操作中的正常完成以及异常的选项，都基于以下的通知机制：
- 每个出站操作都返回一个ChannelFuture。注册到ChannelFuture的ChannelFutureListener将在操作完成时被通知该操作是成功了还是出错了。
- 几乎所有的ChannelOutboundHandler上的方法都会传入一个ChannelPromise的实例。作为ChannelFuture的子类，ChannelPromise也可以被分配用于异步通知的监听器。
- 添加ChannelFuturListener只需要调用ChannelFuture实例上的addListener(ChannelFutureListener)方法，并且有两种不同的方式去实现。第一种是调用出站操作(如write方法)所返回的ChanneFuture上的addListener方法；第二种方式是将ChannelFutureListener添加到即将作为参数传递给ChannelOutboundHandler的方法的ChannelPromise
- 通过调用ChannelPromise上的setSuccess和setFailure方法，可以使一个操作的状态在ChannelHandler的方法返回给其调用者时即刻被感知到。