ChannelHandlerContext_Netty 实战精髓

接口 ChannelHandlerContext 代表 ChannelHandler 和ChannelPipeline 之间的关联,并在 ChannelHandler 添加到 ChannelPipeline 时创建一个实例。ChannelHandlerContext 的主要功能是管理通过同一个 ChannelPipeline 关联的 ChannelHandler 之间的交互。

ChannelHandlerContext 有许多方法,其中一些也出现在 Channel 和ChannelPipeline 本身。然而,如果您通过Channel 或ChannelPipeline 的实例来调用这些方法，他们就会在整个 pipeline中传播。相比之下,一样的的方法在 ChannelHandlerContext的实例上调用，就只会从当前的 ChannelHandler 开始并传播到相关管道中的下一个有处理事件能力的 ChannelHandler 。

ChannelHandlerContext API 总结如下：

Table 6.10 ChannelHandlerContext API

名称	描述
bind	Request to bind to the given SocketAddress and return a ChannelFuture.
channel	Return the Channel which is bound to this instance.
close	Request to close the Channel and return a ChannelFuture.
connect	Request to connect to the given SocketAddress and return a ChannelFuture.
deregister	Request to deregister from the previously assigned EventExecutor and return a ChannelFuture.
disconnect	Request to disconnect from the remote peer and return a ChannelFuture.
executor	Return the EventExecutor that dispatches events.
fireChannelActive	A Channel is active (connected).
fireChannelInactive	A Channel is inactive (closed).
fireChannelRead	A Channel received a message.
fireChannelReadComplete	Triggers a channelWritabilityChanged event to the next

ChannelInboundHandler. handler | Returns the ChannelHandler bound to this instance. isRemoved | Returns true if the associated ChannelHandler was removed from the ChannelPipeline. name | Returns the unique name of this instance. pipeline | Returns the associated ChannelPipeline. read | Request to read data from the Channel into the first inbound buffer. Triggers a channelRead event if successful and notifies the handler of channelReadComplete. write | Request to write a message via this instance through the pipeline.

其他注意注意事项：

ChannelHandlerContext 与 ChannelHandler 的关联从不改变，所以缓存它的引用是安全的。
正如我们前面指出的,ChannelHandlerContext 所包含的事件流比其他类中同样的方法都要短，利用这一点可以尽可能高地提高性能。

使用 ChannelHandler

本节，我们将说明 ChannelHandlerContext的用法，以及ChannelHandlerContext, Channel 和 ChannelPipeline 这些类中方法的不同表现。下图展示了 ChannelPipeline, Channel, ChannelHandler 和 ChannelHandlerContext 的关系

Channel 绑定到 ChannelPipeline
ChannelPipeline 绑定到包含 ChannelHandler 的 Channel
ChannelHandler
当添加 ChannelHandler 到 ChannelPipeline 时，ChannelHandlerContext 被创建

Figure 6.3 Channel, ChannelPipeline, ChannelHandler and ChannelHandlerContext

下面展示了，从 ChannelHandlerContext 获取到 Channel 的引用，通过调用 Channel 上的 write() 方法来触发一个写事件到通过管道的的流中

Listing 6.6 Accessing the Channel from a ChannelHandlerContext
ChannelHandlerContext ctx = context;
Channel channel = ctx.channel();  //1
channel.write(Unpooled.copiedBuffer("Netty in Action",
        CharsetUtil.UTF_8));  //2

得到与 ChannelHandlerContext 关联的 Channel 的引用
通过 Channel 写缓存

下面展示了从 ChannelHandlerContext 获取到 ChannelPipeline 的相同示例

Listing 6.7 Accessing the ChannelPipeline from a ChannelHandlerContext
ChannelHandlerContext ctx = context;
ChannelPipeline pipeline = ctx.pipeline(); //1
pipeline.write(Unpooled.copiedBuffer("Netty in Action", CharsetUtil.UTF_8));  //2

得到与 ChannelHandlerContext 关联的 ChannelPipeline 的引用
通过 ChannelPipeline 写缓冲区

流在两个清单6.6和6.7是一样的,如图6.4所示。重要的是要注意,虽然在 Channel 或者 ChannelPipeline 上调用write() 都会把事件在整个管道传播,但是在 ChannelHandler 级别上，从一个处理程序转到下一个却要通过在 ChannelHandlerContext 调用方法实现。

事件传递给 ChannelPipeline 的第一个 ChannelHandler
ChannelHandler 通过关联的 ChannelHandlerContext 传递事件给 ChannelPipeline 中的下一个
ChannelHandler 通过关联的 ChannelHandlerContext 传递事件给 ChannelPipeline 中的下一个

Figure 6.4 Event propagation via the Channel or the ChannelPipeline

为什么你可能会想从 ChannelPipeline 一个特定的点开始传播一个事件?

通过减少 ChannelHandler 不感兴趣的事件的传递，从而减少开销
排除掉特定的对此事件感兴趣的处理程序的处理

想要实现从一个特定的 ChannelHandler 开始处理，你必须引用与此ChannelHandler的前一个ChannelHandler 关联的 ChannelHandlerContext 。这个ChannelHandlerContext 将会调用与自身关联的 ChannelHandler 的下一个ChannelHandler 。

下面展示了使用场景

Listing 6.8 Events via ChannelPipeline
ChannelHandlerContext ctx = context;
ctx.write(Unpooled.copiedBuffer("Netty in Action",              CharsetUtil.UTF_8));

获得 ChannelHandlerContext 的引用
write() 将会把缓冲区发送到下一个 ChannelHandler

如下所示,消息将会从下一个ChannelHandler开始流过 ChannelPipeline ,绕过所有在它之前的ChannelHandler。

ChannelHandlerContext 方法调用
事件发送到了下一个 ChannelHandler
经过最后一个ChannelHandler后，事件从 ChannelPipeline 移除

Figure 6.5 Event flow for operations triggered via the ChannelHandlerContext

我们刚刚描述的用例是一种常见的情形,当我们想要调用某个特定的 ChannelHandler操作时，它尤其有用。

ChannelHandler 和 ChannelHandlerContext 的高级用法

正如我们在清单6.6中看到的，通过调用ChannelHandlerContext的 pipeline() 方法，你可以得到一个封闭的 ChannelPipeline 引用。这使得可以在运行时操作 pipeline 的 ChannelHandler ，这一点可以被利用来实现一些复杂的需求,例如,添加一个 ChannelHandler 到 pipeline 来支持动态协议改变。

其他高级用例可以实现通过保持一个 ChannelHandlerContext 引用供以后使用,这可能发生在任何 ChannelHandler 方法,甚至来自不同的线程。清单6.9显示了此模式被用来触发一个事件。

Listing 6.9 ChannelHandlerContext usage
public class WriteHandler extends ChannelHandlerAdapter {
    private ChannelHandlerContext ctx;
    @Override
    public void handlerAdded(ChannelHandlerContext ctx) {
        this.ctx = ctx;        //1
    }
    public void send(String msg) {
        ctx.writeAndFlush(msg);  //2
    }
}

存储 ChannelHandlerContext 的引用供以后使用
使用之前存储的 ChannelHandlerContext 来发送消息

因为 ChannelHandler 可以属于多个 ChannelPipeline ,它可以绑定多个 ChannelHandlerContext 实例。然而,ChannelHandler 用于这种用法必须添加 @Sharable 注解。否则,试图将它添加到多个 ChannelPipeline 将引发一个异常。此外,它必须既是线程安全的又能安全地使用多个同时的通道(比如,连接)。

清单6.10显示了此模式的正确实现。

Listing 6.10 A shareable ChannelHandler
@ChannelHandler.Sharable            //1
public class SharableHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) {
        System.out.println("channel read message " + msg);
        ctx.fireChannelRead(msg);  //2
    }
}

添加 @Sharable 注解
日志方法调用，并专递到下一个 ChannelHandler

上面这个 ChannelHandler 实现符合所有包含在多个管道的要求;它通过@Sharable 注解，并不持有任何状态。而下面清单6.11中列出的情况则恰恰相反,它会造成问题。

Listing 6.11 Invalid usage of @Sharable
@ChannelHandler.Sharable  //1
public class NotSharableHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
    private int count;
    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) {
        count++;  //2
        System.out.println("inboundBufferUpdated(...) called the "
        + count + " time");  //3
        ctx.fireChannelRead(msg);
    }
}

添加 @Sharable
count 字段递增
日志方法调用，并专递到下一个 ChannelHandler

这段代码的问题是它持有状态:一个实例变量保持了方法调用的计数。将这个类的一个实例添加到 ChannelPipeline 并发访问通道时很可能产生错误。(当然,这个简单的例子中可以通过在 channelRead() 上添加 synchronized 来纠正 )

总之,使用@Sharable的话，要确定 ChannelHandler 是线程安全的。

为什么共享 ChannelHandler

常见原因是要在多个 ChannelPipelines 上安装一个 ChannelHandler 以此来实现跨多个渠道收集统计数据的目的。

我们的讨论 ChannelHandlerContext 及与其他框架组件关系的到此结束。接下来我们将解析 Channel 状态模型,准备仔细看看ChannelHandler 本身。