Channel

## 1 功能说明

1. Channel**是 Netty 网络操作抽象类**，**聚合了一组功能**，包括但不限于**网络的读**、**写**，**客户端发起连接**，**主动关闭连接**，**链路关闭**，**获取通信双方的网络地址**等。
2. 他**也包含了 Netty 框架相关的一些功能**，包括**获取该 Channel 的 EventLoop**，**获取缓冲分配器 ByteBufAllocator 和 ChannelPipeline**等。

### 1.1 工作原理

#### 1.1.1 为什么不使用 JDK NIO 原生的 Channel

1. JDK 的 `SocketChannel` 和 `ServerSocketChannel`**没有统一的 Channel 接口供业务开发者使用**，**对于用户而言**，**没有统一的操作视图**，**使用起来并不方便**。
2. JDK 的 `SocketChannel` 和 `ServerSocketChannel` 的主要职责是**网络 I/O 操作**，由于他们**是 SPI 类接口**，**由具体的虚拟机厂家来提供**，所以**通过继承 SPI 功能类来扩展其功能的难度很大**，**直接实现 `SocketChannel` 和 `ServerSocketChannel` 抽象类**，**工作量和重新开发一个新的 Channel 功能类是差不多的**。

> 什么是 SPI，他和 API 有什么区别？
   >
   > 1. **SPI**：
   >    1. SPI 全称为**Service Provider Interface**，是**Java 提供的一套用来被第三方实现或者扩展的接口**，他**可以用来启用框架扩展和替换组件**，主要作用就是**为这些被扩展的 API 寻找服务实现**。
   >    2. SPI 是**调用方来制定接口规范**，**提供给外部来实现**，**调用方在调用时选择自己需要的外部实现**。
   >    3. 从使用人员上来说，SPI**被框架扩展人员使用**。
   > 2. **API**：
   >    1. API 全称**Application Programming Interface**，大多数情况下都是**实现方制定接口并完成对接口的实现**，**调用方仅仅依赖接口调用**，且**无权选择不同实现**。
   >    2. 从使用人员上来说，API 直接**被应用开发人员使用**。
   >
3. **Netty 的 Channel 需要能够跟 Netty 的整体框架融合在一起**，例如 I/O 模型、基于 ChannelPipeline 的定制模型、以及基于原数据描述配置化的 TCP 参数等，这些**JDK 的 `SocketChannel` 和 `ServerSocketChannel` 都没有提供**，**需要重新封装**。
4. **自定义的 Channel**，**功能实现更加灵活**。

#### 1.1.2 设计理念

1. **在 Channel 接口层**，**采用 Facade 模式进行统一封装**，**将网络 I/O 操作**、**网络 I/O 相关联的其他操作封装起来**，**统一对外提供**。
2. **Channel 接口的定义尽量大而全**，**为 `SocketChannel` 和 `ServerSocketChannel` 提供统一的视图**，**由不同子类实现不同的功能**，**公共功能在抽象父类中实现**，**最大程度地实现功能和接口的重用**。
3. **具体实现采用聚合而非包含的方式**，**将相关的功能类聚合在 Channel 中**，**由 Channel 统一负责分配和调度**，**功能实现更加灵活**。

#### 1.1.3 生命周期

1. Channel 接口中**定义了一组和 `ChannelInboundHandler` 密切相关的简单但功能强大的状态模型**：

1. `ChannelUnregistered`：Channel**已经被创建**，但**还未注册到 EventLoop**。
   2. `ChannelRegistered`：Channel**已经被注册到了 EventLoop**。
   3. `ChannelActive`：Channel**处于活动状态**（已经连接到他的远程节点），**现在可以接收和发送数据了**。
   4. `ChannelInactive`：Channel**没有连接到远程节点**。
2. Channel 的生命周期如下图所示，**当这些状态发生变化时**，**就会生成对应的事件**，**这些事件将会被转发给 ChannelPipeline 中的 ChannelHandler**，然后**对他们做出响应**。

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## 参考文献

1. 《Netty 权威指南 第 2 版》
2. [Java SPI 详解](https://www.cnblogs.com/jy107600/p/11464985.html)。
3. 《Netty 实战》