Netty——ChannelHandlerContext

￡神魔★判官ぃ 2021-08-31 01:41 349阅读 0赞

### ChannelHandlerContext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 ChannelHandler- Context。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 有很多的方法，其中一些方法也存在于 Channel 和 ChannelPipeline 本身上，但是有一点重要的不同。

*  如果调用 Channel 或者 ChannelPipeline 上的这 些方法，它们将沿着整个 ChannelPipeline 进行传播。
 *  而调用位于 ChannelHandlerContext 上的相同方法，则将从当前所关联的 ChannelHandler 开始，并且只会传播给位于该 ChannelPipeline 中的下一个能够处理该事件的 ChannelHandler。  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NvbGRfX19wbGF5_size_16_color_FFFFFF_t_70]![在这里插入图片描述][20200615131716946.png]

当使用 ChannelHandlerContext 的 API 的时候，请牢记以下两点:

*  ChannelHandlerContext 和 ChannelHandler 之间的关联(绑定)是永远不会改  
    变的，所以缓存对它的引用是安全的;
 *  相对于其他类的同名方法，ChannelHandler Context的方法将产生更短的事件流，应该尽可能地利用这个特性来获得最大的性能。

#### 使用ChannelHandlerContext ####

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NvbGRfX19wbGF5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

通过 ChannelHandlerContext 获取到 Channel 的引用。调用 Channel 上的 write()方法将会导致写入事件从尾端到头部地流经 ChannelPipeline。

//从ChannelHandlerContext访问Channel
    ChannelHandlerContext ctx = ...;
    Channel channel = ctx.channel();
    channel.write(Unpooled.copieBuffer("Netty in Action", CharsetUtil.UTF_8))

//通过ChannelHandlerContext访问ChannelPipeline
    ChannelHandlerContext ctx = ...;
    ChannelPipeline pipeline = ctx.pipeline();
    pipeline.write(Unpooled.copiedBuffer("Netty in Action", CharsetUtil.UTF_8));

虽然被调用的 Channel 或 ChannelPipeline 上的 write()方法将一直传播事件通 过整个 ChannelPipeline，但是在 ChannelHandler 的级别上，事件从一个 ChannelHandler 到下一个 ChannelHandler 的移动是由 ChannelHandlerContext 上的调用完成的。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NvbGRfX19wbGF5_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

为什么会想要从 ChannelPipeline 中的某个特定点开始传播事件呢?

1.  为了减少将事件传经对它不感兴趣的 ChannelHandler 所带来的开销。
2.  为了避免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 开始的处理过程，必须获取到在(ChannelPipeline)该 ChannelHandler 之前的 ChannelHandler 所关联的 ChannelHandlerContext。这个 ChannelHandlerContext 将调用和它所关联的 ChannelHandler 之后的 ChannelHandler。

//调用ChannelHandlerContext的write()方法
    ChannelHandlerContext ctx = ...;
    ctx.write(Unpooled.copiedBuffer("Netty in Action", CharsetUtil.UTF_8));
    //write()方法将把缓冲区数据发送到下一个ChannelHandler

消息将从下一个 ChannelHandler 开始流经 ChannelPipeline，绕过了 所有前面的 ChannelHandler。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NvbGRfX19wbGF5_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

ChannelHandler和ChannelHandlerContext的高级用法：

可以通过调用 ChannelHandlerContext 上的 pipeline()方法来获得被封闭的 ChannelPipeline 的引用。这使得运行时得以操作 ChannelPipeline 的 ChannelHandler，我们可以利用这一点来实现一些复杂的设计。例如， 你可以通过将 ChannelHandler 添加到 ChannelPipeline 中来实现动态的协议切换。

另一种高级的用法是缓存到 ChannelHandlerContext 的引用以供稍后使用，这可能会发 生在任何的 ChannelHandler 方法之外，甚至来自于不同的线程。

//缓存到ChannelHandlerContext的引用
    public class WriteHandler extends ChannelHandlerAdapter { 
    	private ChannelHandlerContext ctx;
    	@Over
    	public void handlerAdded(ChannelHandlerContext ctx){ 
    		this.ctx = ctx;
    	}
    	public void send(String msg){ 
    		//使用之前的ctx来发送消息
    		ctx.writeAndFlush(msg);
    	}
    }
    因为一个 ChannelHandler 可以从属于多个 ChannelPipeline，所以它也可以绑定到多 个 ChannelHandlerContext 实例。对于这种用法指在多个 ChannelPipeline 中共享同一 个 ChannelHandler，`对应的 ChannelHandler 必须要使用@Sharable 注解标注;否则， 试图将它添加到多个 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。
    
    ```java
    //可共享的ChannelHandler
    @ChannelHandler.Sharable
        public class SharableHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter { 
            @Override
            public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception { 
                System.out.println("Channel read message: " + msg);
                //记录方法调用，并转发给下一个ChannelHandler
                ctx.fireChannelRead(msg);
            }
        }

前面的 ChannelHandler 实现符合所有的将其加入到多个 ChannelPipeline 的需求， 即它使用了注解@Sharable 标注，并且也不持有任何的状态。相反，下面中的实现将 会导致问题。

@ChannelHandler.Sharable
        public class UnsharableHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter { 
            private int count;
    
            @Override
            public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception { 
                count++;
                System.out.println("channelRead(...) called the " + count + "tieme");
                ctx.fireChannelRead(msg);
            }
        }

这段代码的问题在于它拥有状态，即用于跟踪方法调用次数的实例变量count。将这个类 的一个实例添加到ChannelPipeline将极有可能在它被多个并发的Channel访问时导致问 题。(当然，这个简单的问题可以通过使channelRead()方法变为同步方法来修正。)  
总之，只应该在确定了你的 ChannelHandler 是线程安全的时才使用@Sharable 注解。

`为何要共享同一个ChannelHandler 在多个ChannelPipeline中安装同一个ChannelHandler的一个常见的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。要想处理这种类型的入站异常，你需要在你 的 ChannelInboundHandler 实现中重写下面的方法：

public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception

//基本的入站异常处理
    public class InboundException extends ChannelInboundHandlerAdapter { 
            @Override
            public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception { 
                cause.printStackTrace();
                ctx.close();
            }
        }

因为异常将会继续按照入站方向流动(就像所有的入站事件一样)，所以实现了前面所示逻 辑的 ChannelInboundHandler 通常位于 ChannelPipeline 的最后。这确保了所有的入站 异常都总是会被处理，无论它们可能会发生在 ChannelPipeline 中的什么位置。

*  ChannelHandler.exceptionCaught()的默认实现是简单地将当前异常转发给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。然后你需要决定是否需要将该异常传播出去。

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：

*  每个出站操作都将返回一个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。但是，ChannelPromise 还具有提供立即通知的可写方法:

ChannelPromise setSuccess();
    ChannelPromise setFailure(Throwable cause);

添加 ChannelFutureListener 只需要调用 ChannelFuture 实例上的 `addListener (ChannelFutureListener)`方法，并且有两种不同的方式可以做到这一点。其中最常用的方式是， 调用出站操作(如 write()方法)所返回的 ChannelFuture 上的 addListener()方法。

//添加ChannelFutureListener到ChannelFuture
    ChannelFuture future = channel.write(someMessage);
    future.addListener(new ChannelFutureListener(){ 
    	@Override
    	public void operationComplete(ChannelFuture f){ 
    		if(!f.isSuccess()){ 
    			f.cause().printStackTrace();
    			f.channel().close();
    		}
    	}
    });

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。

//添加ChannelFutureListener到ChannelPromise
    public class OutboundExceptionHandler extens ChannelOutboundHandlerAdapter { 
    	@Over
    	public void write(ChannelHandlerContext ctx, Object msg, ChannelPromise promise){ 
    		promise.addListener(new ChannelFutureListener(){ 
    			@Override
    			public void operationComplete(ChannelFuture f){ 
    				if(!f.isSuccess()){ 
    					f.cause().printStackTrance();
    					f.channel().close();
    				}
    			}
    		});
    	}
    }

为何选择一种方式而不是另一种呢?

对于细致的异常处理，你可能会发现，在调用出站操 作时添加 ChannelFutureListener 更合适，而对于一般的异常处 理，你可能会发现，自定义的 ChannelOutboundHandler 实现的方式 更加的简单。

如果你的 ChannelOutboundHandler 本身抛出了异常会发生什么呢?在这种情况下， Netty 本身会通知任何已经注册到对应 ChannelPromise 的监听器。

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