netty中的channelPipeline在编程中的作用

在netty编程中我们绝大多数是要是用nio的，nio相比传统的io更加高效，而nio中核心概念离不开channel，buffer，selector三个重要的对象。

那么在netty中有一个channelPipeline的概念，表面理解起来是通道的意思，实际它是在数据传输过程中的通道容器。

之所以定义为通道容器就是因为在这里去注册InboundChannelHandle和OnboundChannelHandle。而且netty中设计更为巧妙的是，数据流入和流出的处理器可以是不对称的，当然也有数据出入时同时经过相同的channelHandle处理器。

一张图描绘出netty的数据入栈出栈是可以完全独立的过滤器：

继续跟踪代码并我们会发现，我们经常编写的代码中总是会出现这样的情况：

   .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                        //设置channel中的多个handler
                        @Override
                        protected void initChannel(SocketChannel socketChannel) throws Exception {
                            ChannelPipeline channelPipeline = socketChannel.pipeline();
                            ByteBuf delimiter = Unpooled.copiedBuffer("$_$".getBytes());
                            channelPipeline.addLast("delimiterBasedFrameDecoder", new DelimiterBasedFrameDecoder(4096, delimiter));
                            channelPipeline.addLast("stringDecoder", new StringDecoder(CharsetUtil.UTF_8));
                            channelPipeline.addLast("stringEncoder", new StringEncoder(CharsetUtil.UTF_8));

                            channelPipeline.addLast("testServerChannelHandler", new TestServerChannelHandler());
                        }
                    });

public class TestServerChannelHandler extends SimpleChannelInboundHandler<String> {
    public static ChannelGroup channelGroup = new DefaultChannelGroup(GlobalEventExecutor.INSTANCE);

    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext channelHandlerContext, String s) throws Exception {
        Channel channel = channelHandlerContext.channel();
        channelGroup.forEach(currChannel -> {
            if (channel == currChannel) {
                currChannel.writeAndFlush("[自己]：" + s + TestServer.delimiterStr);
            } else {
                currChannel.writeAndFlush("[" + currChannel.remoteAddress().toString() + "]：" + s + TestServer.delimiterStr);
            }
        });
    }

我们会发现在channelRead0中有个ChannelHandlerContext参数，那我们就说下这个Context到底是个什么东西。

我们在addLast方法添加ChannelHandle的时候会发现，有些是继承了ChannelInboundHandle，而有些是继承了ChannelOutboundHandle，另一些是二者都继承了。那么在addlast方法实际调用内部是这样的：

 @Override
    public final ChannelPipeline addLast(EventExecutorGroup group, String name, ChannelHandler handler) {
        final AbstractChannelHandlerContext newCtx;
        synchronized (this) {
            checkMultiplicity(handler);

            newCtx = newContext(group, filterName(name, handler), handler);//这里我们实质是创建了一个ChannelHandleContext对象后在调用addLast0方法将上下文对象放入了“事件处理链表”。

            addLast0(newCtx);

            // If the registered is false it means that the channel was not registered on an eventloop yet.
            // In this case we add the context to the pipeline and add a task that will call
            // ChannelHandler.handlerAdded(...) once the channel is registered.
            if (!registered) {
                newCtx.setAddPending();
                callHandlerCallbackLater(newCtx, true);
                return this;
            }

            EventExecutor executor = newCtx.executor();
            if (!executor.inEventLoop()) {
                newCtx.setAddPending();
                executor.execute(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        callHandlerAdded0(newCtx);
                    }
                });
                return this;
            }
        }
        callHandlerAdded0(newCtx);
        return this;
    }

这里揭示了一个问题，我们要清清楚，并且可以准确的说：channelPipeline是一个容纳channelHandleContext的容器，而容器的内部又持有当前的channel和channelPipeline对象，这些channelHandleContext实际上是组成了一个链表，在数据进行InBound和OutBound

时候进行相应的处理。我们从addLast0方法可以看出是channelHandleContext的链表。如下

 private void addLast0(AbstractChannelHandlerContext newCtx) {
        AbstractChannelHandlerContext prev = tail.prev;
        newCtx.prev = prev;
        newCtx.next = tail;
        prev.next = newCtx;
        tail.prev = newCtx;
    }

这里还有个重点问题，我们在使用netty进行实际开发的时候，通过channel对象能获取到writeAndFlush方法将数据写入并发回给客户端。我们知道netty有一系列的

channelHandle控制数据流入和流出，那么在经过OutBoundHandle数据的时候，如果我们调用channel本身的riteAndFlush方法，数据流出会经过所有的ChannelOutBoundHandle

处理器。而如果调用的writeAndFlush方法来自于ChannelHandleContext则只会调用当前handle接下来的ChannelOutBoundHandle处理器，之前的handle处理则不会经过，那么在

这里我们可以根据当前情景适当的选择调用对象，来提升性能。过程如下图：

性能优化点：

（0）对于关注事件发生的EventLoop，尽量使用一个线程来处理，将更多线程分给实际的业务处理。

（1）尽量减小channelpiplen的长度，可减少EventLoop在处理单个事件时的阻塞时间。

（2）减少ChannelHandler的重复创建，可大大减小内存的开销，但是要注意chennelRead的线程安全

（3）对使用完毕的ByteBuf进行引用计数的清除，可对空间进行回收，而且ByteBuf默认是使用堆外内存创建的，堆外内存创建的数据不会用户态和内核态的数据copy大大减少了时间复杂度。

（4）.childOption(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)和.option(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)禁用nagle算法，不等待，马上发送数据，这样数据体积比较小。