netty源码解解析(4.0)-16 ChannelHandler概览
本章开始分析ChannelHandler实现代码。ChannelHandler是netty为开发者提供的实现定制业务的主要接口,开发者在使用netty时,最主要的工作就是实现自己的ChannelHandler。ChannelHandler在设计上需要和ChannelPipeline配合共同实现pipeline的事件传递能力,这要求ChannelHandler需要实现一些固定的基本功能。由于这个原因,如果让用户自己完整地实现,会显得比较麻烦。为此netty实现类一系列的类来帮助开发者以简单的方式实现自己的ChannelHandler,而且只需要把注意力聚焦在自己业务和定制的部分上。在netty中,ChannelHandler不仅仅是几个简单的接口定义,而是一系列的实现,这些实现针对不同的问题,其中包括:
单一功能性的Handler实现:
IP过滤,实现IP黑白名单功能。
写日志。
SSL实现。
超时处理。
编码和序列化格式的支持:
base64
gzip,snappy压缩算法
protoBuf
String
自定义数据包格式。
常见应用层协议:
http/https(后面的版本还支持http2)
haprox
ChannelHandler体系结构
上图上的所有接口的实现都位于io.netty.channel包中,其中,ChannelHandler是最顶层抽象的接口,ChannelInboundHandler是处理inbound事件的接口,ChannelOutboundHandler是处理outbound事件的接口。ChannelHandlerApapter是与I/O无关的抽象实现。ChannelInboundHandlerAdapter和ChannelOutboundHandlerAdapter是最简单的实现,他们什么都没做,仅仅使用ChannelHandlerContext把事件传递到pipleline中下一个handler,如果你不清楚在正在处理事件之后如何传递事件,请参考这两个类中的代码。比如,ChannelInboundAdapter中是这样传递read事件的:
@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
ctx.fireChannelRead(msg);
}
CombinedChannelDuplexhandler兼具ChannelInboundHandlerAdapter和ChannelOutboundHandlerAdapter的能力。如果你想让一个Handler同时处理inbound和outbound事件,请继承这个类。
ChannelHandler的共享和独占模式
netty为ChannelHandler设计了两种模式,如果用ChannelHandler.Sharable修饰你的Handler, 那么这个Handler实例就是可共享的,否则它就是被某个Channel独占的。
@ChannelHandler.Sharable
public class MyHandler extends ChannelInboundHandler{
}
这个MyHandler的实例是可以被不同的Channel共享的。在初始化Channel的时候可以这加入到pipeline中:
public class HandlerInitializer extends ChannelInitializer<SocketChanne>{
private static MyHandler handler = new MyHandler(); @Override
protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception{
ch.pipeline().addLast(handler);
}
}
如果去掉@ChannelHandler.Sharable,它就是独占的,默认的都是独占。它可以这样用:
public class HandlerInitializer extends ChannelInitializer<SocketChanne>{ @Override
protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception{
ch.pipeline().addLast(new MyHandler());
}
}
ChannelHandlerAdapter的isSharable方法负责处理@ChannelHandler.Sharable:
public boolean isSharable() {
/**
* Cache the result of {@link Sharable} annotation detection to workaround a condition. We use a
* {@link ThreadLocal} and {@link WeakHashMap} to eliminate the volatile write/reads. Using different
* {@link WeakHashMap} instances per {@link Thread} is good enough for us and the number of
* {@link Thread}s are quite limited anyway.
*
* See <a href="https://github.com/netty/netty/issues/2289">#2289</a>.
*/
Class<?> clazz = getClass();
Map<Class<?>, Boolean> cache = InternalThreadLocalMap.get().handlerSharableCache();
Boolean sharable = cache.get(clazz);
if (sharable == null) {
sharable = clazz.isAnnotationPresent(Sharable.class);
cache.put(clazz, sharable);
}
return sharable;
}
现在已经清楚了@ChannelHandler.Sharable影响和用法。那么问题来了,netty为什么要设计这样一个东西,它解决了什么问题呢?弄清这个问题之前,我们先来弄清楚ChannelHandler的作用。每个ChannelHandler实例都在Channel的pipeline上占据一个节点,每个节点带代表了事件处理流水线上的一道工序,具体每道工序是什么,由开发者自己定义和实现。总体来说,netty把工序分成两种类型: 有状态的和无状态的。有状态的就是独占的,无状态的是可以共享的。有状态和无状态这个两个概念太过于抽象。举个例子,http协议是一个基于TCP的应用层协议,实现这个协议的时候有一道工序是从tcp流中读到一个完整http数据报,tcp不保证每次read都刚好是一个完整的http数据报,很有可能是不完整的,这时候要把不完整的数据保存在缓冲区中, 下次read到数据之后追加到缓冲区,直到得到一个完整的http数据报。处理这道工序的Handler是有状态的,必须使用独占的Handler。
一个Handler的实例是否可以共享,由它处理的工序决定的。即使netty没有设计这种独占/共享模式,开发者也应该可以把握好Handler的用法。
常用的功能性Handler
io.netty.handler包中是netty提供的常用的功能性的handler:
io.netty.handler.ipfilter.RuleBasedIpFilter 使用IpFilterRule过过滤远程地址。
io.netty.handler.ipfilter.UniqueIpFilter 一个地址只允许和服务器建立一个连接。
io.netty.handler.logging.LoggingHandler 异步读/写日志。
io.netty.handler.stream.ChunkedWriteHandler 异步读/写文件。
io.netty.handler.timeout.IdleStateHandler 超时触发空闲状态事件。
io.netty.handler.timeout.ReadTimeoutHandler 超时没有收到数据断开连接。
io.netty.handler.timeout.WriteTimeoutHandler 超时没有写数据断开连接。
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