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# 精尽 Netty 源码解析 —— ChannelPipeline（四）之 Outbound 事件的传播
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# 1. 概述
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本文我们来分享，在 pipeline 中的 **Outbound 事件的传播**。我们先来回顾下 Outbound 事件的定义：
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> 老艿艿：A01、A02 等等，是我们每条定义的编号。
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- [x] A01：Outbound 事件是【请求】事件(由 Connect 发起一个请求, 并最终由 Unsafe 处理这个请求)
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> 老艿艿：A01 = A02 + A03
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- [x] A02：Outbound 事件的发起者是 Channel
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- [x] A03：Outbound 事件的处理者是 Unsafe
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- [x] A04：Outbound 事件在 Pipeline 中的传输方向是 `tail` -> `head`
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- [x] A05：在 ChannelHandler 中处理事件时, 如果这个 Handler 不是最后一个 Handler ，则需要调用 `ctx.xxx` (例如 `ctx.connect` ) 将此事件继续传播下去. 如果不这样做, 那么此事件的传播会提前终止.
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- [x] A06：Outbound 事件流: `Context.OUT_EVT` -> `Connect.findContextOutbound` -> `nextContext.invokeOUT_EVT` -> `nextHandler.OUT_EVT` -> `nextContext.OUT_EVT`
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下面，我们来跟着代码，理解每条定义。
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# 2. ChannelOutboundInvoker
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在 `io.netty.channel.ChannelOutboundInvoker` 接口中，定义了所有 Outbound 事件对应的方法：
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```
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ChannelFuture bind(SocketAddress localAddress);
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ChannelFuture bind(SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise);
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ChannelFuture connect(SocketAddress remoteAddress);
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ChannelFuture connect(SocketAddress remoteAddress, SocketAddress localAddress);
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ChannelFuture connect(SocketAddress remoteAddress, ChannelPromise promise);
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ChannelFuture connect(SocketAddress remoteAddress, SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise);
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ChannelFuture disconnect();
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ChannelFuture disconnect(ChannelPromise promise);
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ChannelFuture close();
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ChannelFuture close(ChannelPromise promise);
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ChannelFuture deregister();
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ChannelFuture deregister(ChannelPromise promise);
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ChannelOutboundInvoker read();
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ChannelFuture write(Object msg);
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ChannelFuture write(Object msg, ChannelPromise promise);
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ChannelOutboundInvoker flush();
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ChannelFuture writeAndFlush(Object msg, ChannelPromise promise);
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ChannelFuture writeAndFlush(Object msg);
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```
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而 ChannelOutboundInvoker 的**部分**子类/接口如下图：
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[](http://static.iocoder.cn/images/Netty/2018_06_10/01.png)类图
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- 我们可以看到类图，有 Channel、ChannelPipeline、AbstractChannelHandlerContext 都继承/实现了该接口。那这意味着什么呢？我们继续往下看。
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在 [《精尽 Netty 源码解析 —— 启动（一）之服务端》](http://svip.iocoder.cn/Netty/bootstrap-1-server/) 中，我们可以看到 Outbound 事件的其中之一 **bind** ，本文就以 **bind** 的过程，作为示例。调用栈如下：
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[](http://static.iocoder.cn/images/Netty/2018_06_10/02.png)调用栈
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- `AbstractChannel#bind(SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise)` 方法，代码如下：
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```
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@Override
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public ChannelFuture bind(SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise) {
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return pipeline.bind(localAddress, promise);
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}
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```
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- ```
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AbstractChannel#bind(SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise)
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```
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方法，实现的自 ChannelOutboundInvoker 接口。
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- Channel 是 **bind** 的发起者，**这符合 Outbound 事件的定义 A02** 。
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- 在方法内部，会调用
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```
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ChannelPipeline#bind(SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise)
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```
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方法，而这个方法，也是实现的自 ChannelOutboundInvoker 接口。
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从这里可以看出，对于 ChannelOutboundInvoker 接口方法的实现，Channel 对它的实现，会调用 ChannelPipeline 的对应方法
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( ( 有一点绕，胖友理解下 ) )。
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- 那么接口下，让我们看看 `ChannelPipeline#bind(SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise)` 方法的具体实现。
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# 3. DefaultChannelPipeline
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`DefaultChannelPipeline#bind(SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise)` 方法的实现，代码如下：
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```
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@Override
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public final ChannelFuture bind(SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise) {
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return tail.bind(localAddress, promise);
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}
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```
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||
- 在方法内部，会调用
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```
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TailContext#bind(SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise)
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```
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方法。
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这符合 Outbound 事件的定义 A04
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。
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||
- 实际上，TailContext 的该方法，继承自 AbstractChannelHandlerContext 抽象类，而 AbstractChannelHandlerContext 实现了 ChannelOutboundInvoker 接口。*从这里可以看出，对于 ChannelOutboundInvoker 接口方法的实现，ChannelPipeline 对它的实现，会调用 AbstractChannelHandlerContext 的对应方法*( 有一点绕，胖友理解下 )。
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# 4. AbstractChannelHandlerContext
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`AbstractChannelHandlerContext#bind(SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise)` 方法的实现，代码如下：
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```
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1: @Override
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2: public ChannelFuture bind(final SocketAddress localAddress, final ChannelPromise promise) {
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||
3: if (localAddress == null) {
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4: throw new NullPointerException("localAddress");
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||
5: }
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||
6: // 判断是否为合法的 Promise 对象
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||
7: if (isNotValidPromise(promise, false)) {
|
||
8: // cancelled
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||
9: return promise;
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||
10: }
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||
11:
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||
12: // 获得下一个 Outbound 节点
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13: final AbstractChannelHandlerContext next = findContextOutbound();
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||
14: // 获得下一个 Outbound 节点的执行器
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||
15: EventExecutor executor = next.executor();
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||
16: // 调用下一个 Outbound 节点的 bind 方法
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||
17: if (executor.inEventLoop()) {
|
||
18: next.invokeBind(localAddress, promise);
|
||
19: } else {
|
||
20: safeExecute(executor, new Runnable() {
|
||
21: @Override
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||
22: public void run() {
|
||
23: next.invokeBind(localAddress, promise);
|
||
24: }
|
||
25: }, promise, null);
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||
26: }
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||
27: return promise;
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||
28: }
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```
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||
- 第 6 至 10 行：判断 `promise` 是否为合法的 Promise 对象。代码如下：
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```
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private boolean isNotValidPromise(ChannelPromise promise, boolean allowVoidPromise) {
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||
if (promise == null) {
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throw new NullPointerException("promise");
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||
}
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||
// Promise 已经完成
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||
if (promise.isDone()) {
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||
// Check if the promise was cancelled and if so signal that the processing of the operation
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||
// should not be performed.
|
||
//
|
||
// See https://github.com/netty/netty/issues/2349
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||
if (promise.isCancelled()) {
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||
return true;
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||
}
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throw new IllegalArgumentException("promise already done: " + promise);
|
||
}
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||
// Channel 不符合
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if (promise.channel() != channel()) {
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||
throw new IllegalArgumentException(String.format(
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||
"promise.channel does not match: %s (expected: %s)", promise.channel(), channel()));
|
||
}
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||
// DefaultChannelPromise 合法 // <1>
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if (promise.getClass() == DefaultChannelPromise.class) {
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return false;
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}
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||
// 禁止 VoidChannelPromise
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if (!allowVoidPromise && promise instanceof VoidChannelPromise) {
|
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throw new IllegalArgumentException(
|
||
StringUtil.simpleClassName(VoidChannelPromise.class) + " not allowed for this operation");
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||
}
|
||
// 禁止 CloseFuture
|
||
if (promise instanceof AbstractChannel.CloseFuture) {
|
||
throw new IllegalArgumentException(
|
||
StringUtil.simpleClassName(AbstractChannel.CloseFuture.class) + " not allowed in a pipeline");
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||
}
|
||
return false;
|
||
}
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```
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||
- 虽然方法很长，重点是 `<1>` 处，`promise` 的类型为 DefaultChannelPromise 。
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- 第 13 行：【重要】调用 `#findContextOutbound()` 方法，获得下一个 Outbound 节点。代码如下：
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```
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private AbstractChannelHandlerContext findContextOutbound() {
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||
// 循环，向前获得一个 Outbound 节点
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AbstractChannelHandlerContext ctx = this;
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do {
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||
ctx = ctx.prev;
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} while (!ctx.outbound);
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return ctx;
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||
}
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||
```
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||
|
||
- 循环，**向前**获得一个 Outbound 节点。
|
||
- 循环，**向前**获得一个 Outbound 节点。
|
||
- 循环，**向前**获得一个 Outbound 节点。
|
||
- 😈 重要的事情说三遍，对于 Outbound 事件的传播，是从 pipeline 的尾巴到头部，**这符合 Outbound 事件的定义 A04** 。
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||
- 第 15 行：调用 `AbstractChannelHandlerContext#executor()` 方法，获得下一个 Outbound 节点的执行器。代码如下：
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```
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// Will be set to null if no child executor should be used, otherwise it will be set to the
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// child executor.
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||
/**
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||
* EventExecutor 对象
|
||
*/
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||
final EventExecutor executor;
|
||
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||
@Override
|
||
public EventExecutor executor() {
|
||
if (executor == null) {
|
||
return channel().eventLoop();
|
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} else {
|
||
return executor;
|
||
}
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||
}
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||
```
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||
- 如果未设置**子执行器**，则使用 Channel 的 EventLoop 作为执行器。😈 一般情况下，我们可以忽略**子执行器**的逻辑，也就是说，可以直接认为是使用 **Channel 的 EventLoop 作为执行器**。
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||
- 第 16 至 26 行：**在 EventLoop 的线程中**，调用**下一个节点**的 `AbstractChannelHandlerContext#invokeBind(SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise)` 方法，传播 **bind** 事件给**下一个节点**。
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- 第 20 至 25 行：如果不在 EventLoop 的线程中，会调用 `#safeExecute(EventExecutor executor, Runnable runnable, ChannelPromise promise, Object msg)` 方法，提交到 EventLoop 的线程中执行。代码如下：
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```
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private static void safeExecute(EventExecutor executor, Runnable runnable, ChannelPromise promise, Object msg) {
|
||
try {
|
||
// 提交 EventLoop 的线程中，进行执行任务
|
||
executor.execute(runnable);
|
||
} catch (Throwable cause) {
|
||
try {
|
||
// 发生异常，回调通知 promise 相关的异常
|
||
promise.setFailure(cause);
|
||
} finally {
|
||
// 释放 msg 相关的资源
|
||
if (msg != null) {
|
||
ReferenceCountUtil.release(msg);
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
```
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||
- x
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------
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`AbstractChannelHandlerContext#invokeBind(SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise)` 方法，代码如下：
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```
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1: private void invokeBind(SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise) {
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||
2: if (invokeHandler()) { // 判断是否符合的 ChannelHandler
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3: try {
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||
4: // 调用该 ChannelHandler 的 bind 方法
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||
5: ((ChannelOutboundHandler) handler()).bind(this, localAddress, promise);
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||
6: } catch (Throwable t) {
|
||
7: notifyOutboundHandlerException(t, promise); // 通知 Outbound 事件的传播，发生异常
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||
8: }
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||
9: } else {
|
||
10: // 跳过，传播 Outbound 事件给下一个节点
|
||
11: bind(localAddress, promise);
|
||
12: }
|
||
13: }
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||
```
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||
- 第 2 行：调用 `#invokeHandler()` 方法，判断是否符合的 ChannelHandler 。代码如下：
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```
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||
/**
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||
* Makes best possible effort to detect if {@link ChannelHandler#handlerAdded(ChannelHandlerContext)} was called
|
||
* yet. If not return {@code false} and if called or could not detect return {@code true}.
|
||
*
|
||
* If this method returns {@code false} we will not invoke the {@link ChannelHandler} but just forward the event.
|
||
* This is needed as {@link DefaultChannelPipeline} may already put the {@link ChannelHandler} in the linked-list
|
||
* but not called {@link ChannelHandler#handlerAdded(ChannelHandlerContext)}.
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||
*/
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||
private boolean invokeHandler() {
|
||
// Store in local variable to reduce volatile reads.
|
||
int handlerState = this.handlerState;
|
||
return handlerState == ADD_COMPLETE || (!ordered && handlerState == ADD_PENDING);
|
||
}
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||
```
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||
- 对于 `ordered = true` 的节点，必须 ChannelHandler 已经添加完成。
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||
- 对于 `ordered = false` 的节点，没有 ChannelHandler 的要求。
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- 第 9 至 12 行：若是**不符合**的 ChannelHandler ，则**跳过**该节点，调用 `AbstractChannelHandlerContext#bind(SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise)` 方法，传播 Outbound 事件给下一个节点。即，又回到 [「4. AbstractChannelHandlerContext」](https://svip.iocoder.cn/Netty/Pipeline-4-outbound/#) 的开头。
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||
- 第 2 至 8 行：若是**符合**的 ChannelHandler ：
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- 第 5 行：调用 ChannelHandler 的 `#bind(ChannelHandlerContext ctx, SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise)` 方法，处理 bind 事件。
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- 😈 实际上，此时节点的数据类型为 DefaultChannelHandlerContext 类。若它被认为是 Outbound 节点，那么他的处理器的类型会是 **ChannelOutboundHandler** 。而 `io.netty.channel.ChannelOutboundHandler` 类似 ChannelOutboundInvoker ，定义了对每个 Outbound 事件的处理。代码如下：
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```
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||
void bind(ChannelHandlerContext ctx, SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise) throws Exception;
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void connect(ChannelHandlerContext ctx, SocketAddress remoteAddress, SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise) throws Exception;
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||
void disconnect(ChannelHandlerContext ctx, ChannelPromise promise) throws Exception;
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|
||
void close(ChannelHandlerContext ctx, ChannelPromise promise) throws Exception;
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|
||
void deregister(ChannelHandlerContext ctx, ChannelPromise promise) throws Exception;
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||
void read(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception;
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||
void write(ChannelHandlerContext ctx, Object msg, ChannelPromise promise) throws Exception;
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||
|
||
void flush(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception;
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||
```
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- 胖友自己对比下噢。
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||
- 如果节点的 `ChannelOutboundHandler#bind(ChannelHandlerContext ctx, SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise)` 方法的实现，不调用 `AbstractChannelHandlerContext#bind(SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise)` 方法，就不会传播 Outbound 事件给下一个节点。**这就是 Outbound 事件的定义 A05** 。可能有点绕，我们来看下 Netty LoggingHandler 对该方法的实现代码：
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```
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||
final class LoggingHandler implements ChannelInboundHandler, ChannelOutboundHandler {
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||
// ... 省略无关方法
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@Override
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public void bind(ChannelHandlerContext ctx, SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise) throws Exception {
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||
// 打印日志
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log(Event.BIND, "localAddress=" + localAddress);
|
||
// 传递 bind 事件，给下一个节点
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ctx.bind(localAddress, promise); // <1>
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||
}
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||
}
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```
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- 如果把 `<1>` 处的代码去掉，bind 事件将不会传播给下一个节点！！！**一定要注意**。
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- 这块的逻辑非常重要，如果胖友觉得很绕，一定要自己多调试 + 调试 + 调试。
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||
- 第 7 行：如果发生异常，调用 `#notifyOutboundHandlerException(Throwable, Promise)` 方法，通知 Outbound 事件的传播，发生异常。详细解析，见 [《精尽 Netty 源码解析 —— ChannelPipeline（六）之异常事件的传播》](http://svip.iocoder.cn/Netty/ChannelPipeline-6-exception) 。
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本小节的整个代码实现，**就是 Outbound 事件的定义 A06**的体现。而随着 Outbound 事件在节点不断从 pipeline 的尾部到头部的传播，最终会到达 HeadContext 节点。
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# 5. HeadContext
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`HeadContext#bind(ChannelHandlerContext ctx, SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise)` 方法，代码如下：
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```
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||
@Override
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||
public void bind(ChannelHandlerContext ctx, SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise) throws Exception {
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||
unsafe.bind(localAddress, promise);
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||
}
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||
```
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||
|
||
- 调用 `Unsafe#bind(SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise)` 方法，进行 bind 事件的处理。也就是说 Unsafe 是 **bind** 的处理着，**这符合 Outbound 事件的定义 A03** 。
|
||
- 而后续的逻辑，就是 [《精尽 Netty 源码分析 —— 启动（一）之服务端》](http://svip.iocoder.cn/Netty/bootstrap-1-server/) 的 [「3.13.2 doBind0」](https://svip.iocoder.cn/Netty/Pipeline-4-outbound/#) 小节，从 `Unsafe#bind(SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise)` 方法，开始。
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||
- 至此，整个 pipeline 的 Outbound 事件的传播结束。
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||
# 6. 关于其他 Outbound 事件
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本文暂时只分享了 **bind** 这个 Outbound 事件。剩余的其他事件，胖友可以自己进行调试和理解。例如：**connect** 事件，并且结合 [《精尽 Netty 源码分析 —— 启动（二）之客户端》](http://svip.iocoder.cn/Netty/bootstrap-2-client/) 一文。
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||
# 666. 彩蛋
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- 闪电侠 [《netty 源码分析之 pipeline(二)》](https://www.jianshu.com/p/087b7e9a27a2)* |