ChannelPipeline 提供了ChannelHandler 链的容器，并定义了用于在该链上传播入站和出站事件流的API。ChannelPipeline不是单独存在,它肯定会和Channel、ChannelHandler、ChannelHandlerContext关联在一起。
一、ChannelHandler
1、概述
如上图所示ChannelHandler下主要是两个子接口
ChannelInboundHandler(入站): 处理输入数据和Channel状态类型改变。
适配器: ChannelInboundHandlerAdapter（适配器设计模式）
常用的: SimpleChannelInboundHandler
ChannelOutboundHandler(出站): 处理输出数据
适配器: ChannelOutboundHandlerAdapter
Netty 以适配器类的形式提供了大量默认的ChannelHandler 实现，帮我们简化应用程序处理逻辑的开发过程。每一个Handler都一定会处理出站或者入站(可能两者都处理数据),例如对于入站的Handler可能会继承SimpleChannelInboundHandler或者ChannelInboundHandlerAdapter, 而SimpleChannelInboundHandler又是继承于ChannelInboundHandlerAdapter，最大的区别在于SimpleChannelInboundHandler会对没有外界引用的资源进行一定的清理, 并且入站的消息可以通过泛型来规定。
采用适配器模式，是因为我们在写自定义Handel时候,很少会直接实现上面两个接口,因为接口中有很多默认方法需要实现,所以这里就采用了设配器模式,ChannelInboundHandlerAdapter和
ChannelInboundHandlerAdapter就是设配器模式的产物,让它去实现上面接口,实现它所有方法。那么你自己写自定义Handel时,只要继承它,就无须重写上面接口的所有方法了。
2、Channel 生命周期(执行顺序也是从上倒下)
- channelRegistered: channel注册到一个EventLoop。
- channelActive: 变为活跃状态（连接到了远程主机），可以接受和发送数据
- channelInactive: channel处于非活跃状态，没有连接到远程主机
- channelUnregistered: channel已经创建，但是未注册到一个EventLoop里面，也就是没有和Selector绑定
3、ChannelHandler 生命周期
- handlerAdded： 当 ChannelHandler 添加到 ChannelPipeline 调用
- handlerRemoved： 当 ChannelHandler 从 ChannelPipeline 移除时调用
- exceptionCaught： 当 ChannelPipeline 执行抛出异常时调用
二、ChannelPipeline
1、概述
如图所示ChannelPipeline类是ChannelHandler实例对象的链表，用于处理或截获通道的接收和发送数据。它提供了一种高级的截取过滤模式（类似serverlet中的filter功能），让用
户可以在ChannelPipeline中完全控制一个事件以及如何处理ChannelHandler与ChannelPipeline的交互。
对于每个新的通道Channel，都会创建一个新的ChannelPipeline，并将器pipeline附加到channel中。下图描述ChannelHandler与pipeline中的关系，一个io操作可以由一个ChannelInboundHandler或ChannelOutboundHandle进行处理，并通过调用ChannelInboundHandler处理入站io或通过ChannelOutboundHandler处理出站IO。
2、常用方法
addFirst(...) //添加ChannelHandler在ChannelPipeline的第一个位置 addBefore(...) //在ChannelPipeline中指定的ChannelHandler名称之前添加ChannelHandler addAfter(...) //在ChannelPipeline中指定的ChannelHandler名称之后添加ChannelHandler addLast(...) //在ChannelPipeline的末尾添加ChannelHandler remove(...) //删除ChannelPipeline中指定的ChannelHandler replace(...) //替换ChannelPipeline中指定的ChannelHandler
ChannelPipeline可以动态添加、删除、替换其中的ChannelHandler，这样的机制可以提高灵活性。示例:
ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline(); FirstHandler firstHandler = new FirstHandler(); pipeline.addLast("handler1", firstHandler); pipeline.addFirst("handler2", new SecondHandler()); pipeline.addLast("handler3", new ThirdHandler()); pipeline.remove("“handler3“"); pipeline.remove(firstHandler); pipeline.replace("handler2", "handler4", new FourthHandler());
3、入站出站Handler执行顺序
一般的项目中，inboundHandler和outboundHandler有多个，在Pipeline中的执行顺序？InboundHandler顺序执行，OutboundHandler逆序执行。如代码：
ch.pipeline().addLast(new InboundHandler1()); ch.pipeline().addLast(new OutboundHandler1()); ch.pipeline().addLast(new OutboundHandler2()); ch.pipeline().addLast(new InboundHandler2()); 或者： ch.pipeline().addLast(new OutboundHandler1()); ch.pipeline().addLast(new OutboundHandler2()); ch.pipeline().addLast(new InboundHandler1()); ch.pipeline().addLast(new InboundHandler2());
其实上面的执行顺序都是一样的:
InboundHandler1--> InboundHandler2 -->OutboundHandler2 -->OutboundHandler1
4、ChannelPipeline中channelHandler协作规则
4.1、业务执行后需要 ChannelHandlerContext.fire*() 或者 Channel*Handler.super*(), 否则不会传递到下一个handler，如下图：
4.2、如果outhandler在inhandler之后添加，所有inhandler中的最后一个inhandler需要写个ctx.channel().write, 这样能进入outhandler的write()中执行，如下图：
4.3、在第4.2中，如果不希望使用ctx.channel().write，那么要触发outhandler的write操作需要把outhandler在inhandler之前添加到pipeline（重要），该情况下还使用ctx.channel().write，会触发两次outhandler.write，如下图：
通常来说outhandler都放到前面添加。netty findchannelhandler机制寻找读事件会先找outhanlder的read方法，在inhandler前面添加的outhandler不能在write方法内调用fireChannelRead事件，否则将pipeline会进入死循环，死循环为：outHandler(read)-->inhandler(read)-->outhandler(write)-->inhandler(read) ··· ···最后这次read触发就是因为outhandler的write方法出现了fireChannelRead事件。
4.4、outhandler使用ctx.write(msg,promise)传递给下一个outhandler，如下图：
4.5、所有的inhandler的最后一个使用ctx.writeAndFlush(msg)触发给outhandler所有的outhandler的出去口，outhandler最后也需要通过ctx.writeAndFlush(msg)才能发送给客户端。如果多个inhandler执行ctx.writeAndFlush(msg) 客户端则会收到多个返回数据，因为这样outhandler会被触发多次。
4.6、outBound和Inbound谁先执行，针对客户端和服务端而言，客户端是发起请求再接受数据，先outbound再inbound，服务端则相反。
三、ChannelHandlerContext
ChannelPipeline并不是直接管理ChannelHandler，而是通过ChannelHandlerContext来间接管理，这一点通过ChannelPipeline的默认实现DefaultChannelPipeline可以看出来。
DefaultChannelHandlerContext和DefaultChannelPipeline是ChannelHandlerContext和ChannelPipeline的默认实现，在DefaultPipeline内部
DefaultChannelHandlerContext组成了一个双向链表。 我们看下DefaultChannelPipeline的构造函数:
/** * 可以看到,DefaultChinnelPipeline 内部使用了两个特殊的Hander 来表示Handel链的头和尾。 */ public DefaultChannelPipeline(AbstractChannel channel) { if (channel == null) { throw new NullPointerException("channel"); } this.channel = channel; TailHandler tailHandler = new TailHandler(); tail = new DefaultChannelHandlerContext(this, null, generateName(tailHandler), tailHandler); HeadHandler headHandler = new HeadHandler(channel.unsafe()); head = new DefaultChannelHandlerContext(this, null, generateName(headHandler), headHandler); head.next = tail; tail.prev = head; }
所以对于DefaultChinnelPipeline，它的Handler头部和尾部的Handler是固定的,我们所添加的Handler是添加在这个头和尾之间的Handler。
四、几者关系
先大致说下什么是Channel：通常来说, 所有的 NIO 的 I/O 操作都是从 Channel 开始的，一个 channel 类似于一个 stream。在Netty中,Channel是客户端和服务端建立的一个连接通道。
虽然java Stream 和 NIO Channel都是负责I/O操作,但他们还是有许多区别的:
- 我们可以在同一个 Channel 中执行读和写操作, 然而同一个 Stream 仅仅支持读或写。
- Channel 可以异步地读写, 而 Stream 是阻塞的同步读写。
- Channel 总是从 Buffer 中读取数据, 或将数据写入到 Buffer 中。
几者的关系图如下:
一个Channel包含一个ChannelPipeline，创建Channel时会自动创建一个ChannelPipeline，每个Channel都有一个管理它的pipeline，这关联是永久性的。
每一个ChannelPipeline中可以包含多个ChannelHandler。所有ChannelHandler都会顺序加入到ChannelPipeline中,ChannelHandler实例与ChannelPipeline之间的桥梁是ChannelHandlerContext实例。
五、传播过程解释
现在通过源码将上面的整个传播流程大致走一遍。先从Channel的抽象子类AbstractChannel开始，下面是AbstractChannel#write()方法的实现：
public abstract class AbstractChannel extends DefaultAttributeMap implements Channel { // ... @Override public Channel write(Object msg) { return pipeline.write(msg); } // ... }
AbstractChannel直接调用了Pipeline的write()方法：
再看DefaultChannelPipeline的write()方法实现：
final class DefaultChannelPipeline implements ChannelPipeline { // ... @Override public ChannelFuture write(Object msg) { return tail.write(msg); } // ... }
因为write是个outbound事件，所以DefaultChannelPipeline直接找到tail部分的context，调用其write()方法：
接着看DefaultChannelHandlerContext的write()方法：
final class DefaultChannelHandlerContext extends DefaultAttributeMap implements ChannelHandlerContext { // ... @Override public ChannelFuture write(Object msg) { return write(msg, newPromise()); } @Override public ChannelFuture write(final Object msg, final ChannelPromise promise) { if (msg == null) { throw new NullPointerException("msg"); } validatePromise(promise, true); write(msg, false, promise); return promise; } private void write(Object msg, boolean flush, ChannelPromise promise) { DefaultChannelHandlerContext next = findContextOutbound(); next.invokeWrite(msg, promise); if (flush) { next.invokeFlush(); } } private DefaultChannelHandlerContext findContextOutbound() { DefaultChannelHandlerContext ctx = this; do { ctx = ctx.prev; } while (!ctx.outbound); return ctx; } private void invokeWrite(Object msg, ChannelPromise promise) { try { ((ChannelOutboundHandler) handler).write(this, msg, promise); } catch (Throwable t) { notifyOutboundHandlerException(t, promise); } } // ... }
context的write()方法沿着context链往前找，直至找到一个outbound类型的context为止（ctx.outbound），然后调用其invokeWrite()方法：
invokeWrite()接着调用handler的write()方法：
最后看看ChannelOutboundHandlerAdapter的write()方法实现：
public class ChannelOutboundHandlerAdapter extends ChannelHandlerAdapter implements ChannelOutboundHandler { // ... @Override public void write(ChannelHandlerContext ctx, Object msg, ChannelPromise promise) throws Exception { ctx.write(msg, promise); } // ... }
默认的实现调用了context的write()方法而不做任何处理，这样write事件就沿着outbound链继续传播：
可见，Pipeline的事件传播，是靠Pipeline，Context和Handler共同协作完成的。