精尽 Netty 源码解析 —— ChannelPipeline（一）之初始化

1. 概述

在《精尽 Netty 源码分析 —— Netty 简介（二）之核心组件》中，对 EventLoopGroup 和 EventLoop 做了定义，我们再来回顾下：

ChannelPipeline 为 ChannelHandler 的链，提供了一个容器并定义了用于沿着链传播入站和出站事件流的 API 。一个数据或者事件可能会被多个 Handler 处理，在这个过程中，数据或者事件经流 ChannelPipeline ，由 ChannelHandler 处理。在这个处理过程中，一个 ChannelHandler 接收数据后处理完成后交给下一个 ChannelHandler，或者什么都不做直接交给下一个 ChannelHandler。

因为 ChannelPipeline 涉及的代码量较大，所以笔者会分成好几篇文章分别分享。而本文，我们来分享 ChannelPipeline 的初始化。也因此，本文更多是体现 ChannelPipeline 的整体性，所以不会过多介绍每个类的具体的每个方法的实现。

2. ChannelPipeline

io.netty.channel.ChannelPipeline ，继承 ChannelInboundInvoker、ChannelOutboundInvoker、Iterable 接口，Channel Pipeline 接口。代码如下：

public interface ChannelPipeline
        extends ChannelInboundInvoker, ChannelOutboundInvoker, Iterable<Entry<String, ChannelHandler>> {

    // ========== 添加 ChannelHandler 相关 ==========
    ChannelPipeline addFirst(String name, ChannelHandler handler);
    ChannelPipeline addFirst(EventExecutorGroup group, String name, ChannelHandler handler);
    ChannelPipeline addLast(String name, ChannelHandler handler);
    ChannelPipeline addLast(EventExecutorGroup group, String name, ChannelHandler handler);
    ChannelPipeline addBefore(String baseName, String name, ChannelHandler handler);
    ChannelPipeline addBefore(EventExecutorGroup group, String baseName, String name, ChannelHandler handler);
    ChannelPipeline addAfter(String baseName, String name, ChannelHandler handler);
    ChannelPipeline addAfter(EventExecutorGroup group, String baseName, String name, ChannelHandler handler);
    ChannelPipeline addFirst(ChannelHandler... handlers);
    ChannelPipeline addFirst(EventExecutorGroup group, ChannelHandler... handlers);
    ChannelPipeline addLast(ChannelHandler... handlers);
    ChannelPipeline addLast(EventExecutorGroup group, ChannelHandler... handlers);

    // ========== 移除 ChannelHandler 相关 ==========
    ChannelPipeline remove(ChannelHandler handler);
    ChannelHandler remove(String name);
    <T extends ChannelHandler> T remove(Class<T> handlerType);
    ChannelHandler removeFirst();
    ChannelHandler removeLast();
    
    // ========== 替换 ChannelHandler 相关 ==========
    ChannelPipeline replace(ChannelHandler oldHandler, String newName, ChannelHandler newHandler);
    ChannelHandler replace(String oldName, String newName, ChannelHandler newHandler);
    <T extends ChannelHandler> T replace(Class<T> oldHandlerType, String newName, ChannelHandler newHandler);

    // ========== 查询 ChannelHandler 相关 ==========
    ChannelHandler first();
    ChannelHandlerContext firstContext();
    ChannelHandler last();
    ChannelHandlerContext lastContext();
    ChannelHandler get(String name);
    <T extends ChannelHandler> T get(Class<T> handlerType);
    ChannelHandlerContext context(ChannelHandler handler);
    ChannelHandlerContext context(String name);
    ChannelHandlerContext context(Class<? extends ChannelHandler> handlerType);
    List<String> names();

    // ========== Channel 相关 ==========
    Channel channel();

    // ========== ChannelInboundInvoker 相关 ==========    
    @Override
    ChannelPipeline fireChannelRegistered();
    @Override
    ChannelPipeline fireChannelUnregistered();
    @Override
    ChannelPipeline fireChannelActive();
    @Override
    ChannelPipeline fireChannelInactive();
    @Override
    ChannelPipeline fireExceptionCaught(Throwable cause);
    @Override
    ChannelPipeline fireUserEventTriggered(Object event);
    @Override
    ChannelPipeline fireChannelRead(Object msg);
    @Override
    ChannelPipeline fireChannelReadComplete();
    @Override
    ChannelPipeline fireChannelWritabilityChanged();

    // ========== ChannelOutboundInvoker 相关 ==========    
    @Override
    ChannelPipeline flush();
    
}

虽然接口的方法比较多，笔者做了归类如下：

ChannelHandler 的增删改查的相关方法。
Channel 的相关方法，目前只有一个。
继承自 ChannelInboundInvoker 的相关方法。
继承自 ChannelOutboundInvoker 的相关方法。

有可能会疑惑为什么继承 Iterable 接口？因为 ChannelPipeline 是 ChannelHandler 的链。

ChannelPipeline 的类图如下：

ChannelPipeline 类图

2.1 ChannelInboundInvoker

io.netty.channel.ChannelInboundInvoker ，Channel Inbound Invoker( 调用者 ) 接口。代码如下：

ChannelPipeline fireChannelRegistered();
ChannelPipeline fireChannelUnregistered();
ChannelPipeline fireChannelActive();
ChannelPipeline fireChannelInactive();
ChannelPipeline fireExceptionCaught(Throwable cause);
ChannelPipeline fireUserEventTriggered(Object event);
ChannelPipeline fireChannelRead(Object msg);
ChannelPipeline fireChannelReadComplete();
ChannelPipeline fireChannelWritabilityChanged();

通知 Channel 事件的接口方法。

2.2 ChannelOutboundInvoker

io.netty.channel.ChannelOutboundInvoker ，Channel Outbound Invoker( 调用者 ) 接口。代码如下：

// ========== Channel 操作相关 ==========    
ChannelFuture bind(SocketAddress localAddress);
ChannelFuture connect(SocketAddress remoteAddress);
ChannelFuture connect(SocketAddress remoteAddress, SocketAddress localAddress);
ChannelFuture disconnect();
ChannelFuture close();
ChannelFuture deregister();
ChannelFuture bind(SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise);
ChannelFuture connect(SocketAddress remoteAddress, ChannelPromise promise);
ChannelFuture connect(SocketAddress remoteAddress, SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise);
ChannelFuture disconnect(ChannelPromise promise);
ChannelFuture close(ChannelPromise promise);
ChannelFuture deregister(ChannelPromise promise);
ChannelOutboundInvoker read();
ChannelFuture write(Object msg);
ChannelFuture write(Object msg, ChannelPromise promise);
ChannelOutboundInvoker flush();
ChannelFuture writeAndFlush(Object msg, ChannelPromise promise);
ChannelFuture writeAndFlush(Object msg);

// ========== Promise 相关 ==========    
ChannelPromise newPromise();
ChannelProgressivePromise newProgressivePromise();
ChannelFuture newSucceededFuture();
ChannelFuture newFailedFuture(Throwable cause);
ChannelPromise voidPromise();

发起 Channel 操作的接口方法。
创建 Promise 对象的接口方法。

2.3 Outbound v.s Inbound 事件

在《Netty 源码分析之二贯穿Netty 的大动脉 ── ChannelPipeline (二)》中，笔者看到一个比较不错的总结：

老艿艿：因为要加一些注释，所以暂时不使用引用。

对于 Outbound 事件：

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)
Outbound 事件的发起者是 Channel
Outbound 事件的处理者是 Unsafe
Outbound 事件在 Pipeline 中的传输方向是 tail -> head

旁白：Outbound 翻译为“出站”，所以从 tail( 尾 )到 head( 头 )也合理。

至于什么是 head 和 tail ，等看了具体的 ChannelPipeline 实现类 DefaultChannelPipeline 再说。
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.
Outbound 事件流: Context.OUT_EVT -> Connect.findContextOutbound -> nextContext.invokeOUT_EVT -> nextHandler.OUT_EVT -> nextContext.OUT_EVT

对于 Inbound 事件：

Inbound 事件是【通知】事件, 当某件事情已经就绪后, 通知上层.
Inbound 事件发起者是 Unsafe
Inbound 事件的处理者是 TailContext, 如果用户没有实现自定义的处理方法, 那么Inbound 事件默认的处理者是 TailContext, 并且其处理方法是空实现.
Inbound 事件在 Pipeline 中传输方向是 head( 头 ) -> tail( 尾 )

旁白：Inbound 翻译为“入站”，所以从 head( 头 )到 tail( 尾 )也合理。
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.fireIN_EVT (例如 ctx.fireChannelActive ) 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.
Inbound 事件流: Context.fireIN_EVT -> Connect.findContextInbound -> nextContext.invokeIN_EVT -> nextHandler.IN_EVT -> nextContext.fireIN_EVT

Outbound 和 Inbound 事件十分的镜像, 并且 Context 与 Handler 直接的调用关系是否容易混淆, 因此读者在阅读这里的源码时, 需要特别的注意。

3. DefaultChannelPipeline

io.netty.channel.DefaultChannelPipeline ，实现 ChannelPipeline 接口，默认 ChannelPipeline 实现类。😈 实际上，也只有这个实现类。

3.1 静态属性

/**
 * {@link #head} 的名字
 */
private static final String HEAD_NAME = generateName0(HeadContext.class);
/**
 * {@link #tail} 的名字
 */
private static final String TAIL_NAME = generateName0(TailContext.class);

/**
 * 名字({@link AbstractChannelHandlerContext#name})缓存 ，基于 ThreadLocal ，用于生成在线程中唯一的名字。
 */
private static final FastThreadLocal<Map<Class<?>, String>> nameCaches = new FastThreadLocal<Map<Class<?>, String>>() {

    @Override
    protected Map<Class<?>, String> initialValue() throws Exception {
        return new WeakHashMap<Class<?>, String>();
    }

};

/**
 * {@link #estimatorHandle} 的原子更新器
 */
private static final AtomicReferenceFieldUpdater<DefaultChannelPipeline, MessageSizeEstimator.Handle> ESTIMATOR =
        AtomicReferenceFieldUpdater.newUpdater(
                DefaultChannelPipeline.class, MessageSizeEstimator.Handle.class, "estimatorHandle");

HEAD_NAME 和 TAIL_NAME 静态属性，通过调用 #generateName0(Class<?> handlerType) 方法，生成对应的名字。代码如下：
private static String generateName0(Class<?> handlerType) {
return StringUtil.simpleClassName(handlerType) + "#0";
}
- 即 HEAD_NAME = "HeadContext#0"，TAIL_NAME= "TailContext#0" 。
nameCaches 静态属性，名字( AbstractChannelHandlerContext.name )缓存，基于 ThreadLocal ，用于生成在线程中唯一的名字。详细解析，见《精尽 Netty 源码解析 —— Pipeline（二）之添加 ChannelHandler》。
ESTIMATOR 静态属性，estimatorHandle 属性的原子更新器。

3.2 构造方法

/**
 * Head 节点
 */
final AbstractChannelHandlerContext head;
/**
 * Tail 节点
 */
final AbstractChannelHandlerContext tail;

/**
 * 所属 Channel 对象
 */
private final Channel channel;
/**
 * 成功的 Promise 对象
 */
private final ChannelFuture succeededFuture;
/**
 * 不进行通知的 Promise 对象
 *
 * 用于一些方法执行，需要传入 Promise 类型的方法参数，但是不需要进行通知，就传入该值
 *
 * @see io.netty.channel.AbstractChannel.AbstractUnsafe#safeSetSuccess(ChannelPromise) 
 */
private final VoidChannelPromise voidPromise;
/**
 * TODO 1008 DefaultChannelPipeline 字段用途
 */
private final boolean touch = ResourceLeakDetector.isEnabled();

/**
 * 子执行器集合。
 *
 * 默认情况下，ChannelHandler 使用 Channel 所在的 EventLoop 作为执行器。
 * 但是如果有需要，也可以自定义执行器。详细解析，见 {@link #childExecutor(EventExecutorGroup)} 。
 * 实际情况下，基本不会用到。和基友【闪电侠】沟通过。
 */
private Map<EventExecutorGroup, EventExecutor> childExecutors;
/**
 * TODO 1008 DefaultChannelPipeline 字段用途
 */
private volatile MessageSizeEstimator.Handle estimatorHandle;
/**
 * 是否首次注册
 */
private boolean firstRegistration = true;

/**
 * This is the head of a linked list that is processed by {@link #callHandlerAddedForAllHandlers()} and so process
 * all the pending {@link #callHandlerAdded0(AbstractChannelHandlerContext)}.
 *
 * We only keep the head because it is expected that the list is used infrequently and its size is small.
 * Thus full iterations to do insertions is assumed to be a good compromised to saving memory and tail management
 * complexity.
 * 
 * 准备添加 ChannelHandler 的回调
 */
private PendingHandlerCallback pendingHandlerCallbackHead;

/**
 * Set to {@code true} once the {@link AbstractChannel} is registered.Once set to {@code true} the value will never
 * change.
 * Channel 是否已注册
 */
private boolean registered;

protected DefaultChannelPipeline(Channel channel) {
    this.channel = ObjectUtil.checkNotNull(channel, "channel");
    // succeededFuture 的创建
    succeededFuture = new SucceededChannelFuture(channel, null);
    // voidPromise 的创建
    voidPromise =  new VoidChannelPromise(channel, true);

    // 创建 Tail 及诶点
    tail = new TailContext(this); // <1>
    // 创建 Head 节点
    head = new HeadContext(this); // <2>

    // 相互指向 <3>
    head.next = tail;
    tail.prev = head;
}

head 属性，Head 节点，在构造方法的 <1> 处初始化。详细解析，见「4.2 HeadContext」。
tail 节点，Tail 节点，在构造方法的 <2> 处初始化。详细解析，见「4.3 TailContext」。
在构造方法的 <3> 处，head 节点向下指向 tail 节点，tail 节点向上指向 head 节点，从而形成相互的指向。即如下图所示：

FROM 《netty 源码分析之 pipeline(一)》

pipeline 节点链(默认)
- pipeline 中的节点的数据结构是 ChannelHandlerContext 类。每个 ChannelHandlerContext 包含一个 ChannelHandler、它的上下节点( 从而形成 ChannelHandler 链 )、以及其他上下文。详细解析，见「4. ChannelHandlerContext」。
- 默认情况下，pipeline 有 head 和 tail 节点，形成默认的 ChannelHandler 链。而我们可以在它们之间，加入自定义的 ChannelHandler 节点。如下图所示：
  
  FROM 《netty 源码分析之 pipeline(一)》
  
  pipeline 节点链(自定义)
childExecutors 属性，子执行器集合。默认情况下，ChannelHandler 使用 Channel 所在的 EventLoop 作为执行器。
- 但是如果有需要，也可以自定义执行器。详细解析，见《精尽 Netty 源码解析 —— Pipeline（二）之添加 ChannelHandler》。
- 实际情况下，基本不会用到。和基友【闪电侠】沟通过。
pendingHandlerCallbackHead 属性，准备添加 ChannelHandler 的回调。详细解析，见《精尽 Netty 源码解析 —— Pipeline（二）之添加 ChannelHandler》。
registered 属性，Channel 是否已注册。详细解析，见《精尽 Netty 源码解析 —— Pipeline（二）之添加 ChannelHandler》。
firstRegistration 属性，是否首次注册。详细解析，见《精尽 Netty 源码解析 —— Pipeline（二）之添加 ChannelHandler》。

3.3 其他方法

DefaultChannelPipeline 中的其他方法，详细解析，见后续的文章。

4. ChannelHandlerContext

io.netty.channel.ChannelHandlerContext ，继承 ChannelInboundInvoker、ChannelOutboundInvoker、AttributeMap 接口，ChannelHandler Context( 上下文 )接口，作为 ChannelPipeline 中的节点。代码如下：

// ========== Context 相关 ==========
String name();
Channel channel();
EventExecutor executor();
ChannelHandler handler();
ChannelPipeline pipeline();
boolean isRemoved(); // 是否已经移除

// ========== ByteBuf 相关 ==========    
ByteBufAllocator alloc();

// ========== ChannelInboundInvoker 相关 ==========    
@Override
ChannelHandlerContext fireChannelRegistered();
@Override
ChannelHandlerContext fireChannelUnregistered();
@Override
ChannelHandlerContext fireChannelActive();
@Override
ChannelHandlerContext fireChannelInactive();
@Override
ChannelHandlerContext fireExceptionCaught(Throwable cause);
@Override
ChannelHandlerContext fireUserEventTriggered(Object evt);
@Override
ChannelHandlerContext fireChannelRead(Object msg);
@Override
ChannelHandlerContext fireChannelReadComplete();
@Override
ChannelHandlerContext fireChannelWritabilityChanged();

// ========== ChannelOutboundInvoker 相关 ==========
@Override
ChannelHandlerContext read();
@Override
ChannelHandlerContext flush();

// ========== AttributeMap 相关 ==========
@Deprecated
@Override
<T> Attribute<T> attr(AttributeKey<T> key);
@Deprecated
@Override
<T> boolean hasAttr(AttributeKey<T> key);

虽然接口的方法比较多，笔者做了归类如下：

Context 相关的接口方法。
继承自 ChannelInboundInvoker 的相关方法，和 ChannelPipeline 一样。
继承自 ChannelOutboundInvoker 的相关方法，和 ChannelPipeline 一样。
继承自 AttributeMap 的相关方法，实际上已经废弃( @Deprecated )了，不再从 ChannelHandlerContext 中获取，而是从 Channel 中获取。

ChannelHandlerContext 的类图如下：

ChannelHandlerContext 类图

😈 类图中的 AttributeMap 和 DefaultAttributeMap 可以无视。

4.1 AbstractChannelHandlerContext

io.netty.channel.AbstractChannelHandlerContext ，实现 ChannelHandlerContext、ResourceLeakHint 接口，继承 DefaultAttributeMap 类，ChannelHandlerContext 抽象基类。

4.1.1 静态属性

/**
 * Neither {@link ChannelHandler#handlerAdded(ChannelHandlerContext)}
 * nor {@link ChannelHandler#handlerRemoved(ChannelHandlerContext)} was called.
 */
private static final int INIT = 0; // 初始化
/**
 * {@link ChannelHandler#handlerAdded(ChannelHandlerContext)} is about to be called.
 */
private static final int ADD_PENDING = 1; // 添加准备中
/**
 * {@link ChannelHandler#handlerAdded(ChannelHandlerContext)} was called.
 */
private static final int ADD_COMPLETE = 2; // 已添加
/**
 * {@link ChannelHandler#handlerRemoved(ChannelHandlerContext)} was called.
 */
private static final int REMOVE_COMPLETE = 3; // 已移除

/**
 * {@link #handlerState} 的原子更新器
 */
private static final AtomicIntegerFieldUpdater<AbstractChannelHandlerContext> HANDLER_STATE_UPDATER = AtomicIntegerFieldUpdater.newUpdater(AbstractChannelHandlerContext.class, "handlerState");

// ========== 非静态属性 ==========

/**
 * 处理器状态
 */
private volatile int handlerState = INIT;

handlerState 属性( 非静态属性，放这里主要是为了统一讲 )，处理器状态。共有 4 种状态。状态变迁如下图：`handlerState` 变迁
- 详细解析，见「4.1.3 setAddComplete」、「4.1.4 setRemoved」、「4.1.5 setAddPending」中。
HANDLER_STATE_UPDATER 静态属性，handlerState 的原子更新器。

4.1.2 构造方法

/**
 * 上一个节点
 */
volatile AbstractChannelHandlerContext next;
/**
 * 下一个节点
 */
volatile AbstractChannelHandlerContext prev;
/**
 * 是否为 inbound
 */
private final boolean inbound;
/**
 * 是否为 outbound
 */
private final boolean outbound;
/**
 * 所属 pipeline
 */
private final DefaultChannelPipeline pipeline;
/**
 * 名字
 */
private final String name;
/**
 * 是否使用有序的 EventExecutor ( {@link #executor} )，即 OrderedEventExecutor
 */
private final boolean ordered;

// Will be set to null if no child executor should be used, otherwise it will be set to the
// child executor.
/**
 * EventExecutor 对象
 */
final EventExecutor executor;
/**
 * 成功的 Promise 对象
 */
private ChannelFuture succeededFuture;

// Lazily instantiated tasks used to trigger events to a handler with different executor. 懒加载
// There is no need to make this volatile as at worse it will just create a few more instances then needed.
/**
 * 执行 Channel ReadComplete 事件的任务
 */
private Runnable invokeChannelReadCompleteTask;
/**
 * 执行 Channel Read 事件的任务
 */
private Runnable invokeReadTask;
/**
 * 执行 Channel WritableStateChanged 事件的任务
 */
private Runnable invokeChannelWritableStateChangedTask;
/**
 * 执行 flush 事件的任务
 */
private Runnable invokeFlushTask;
/**
 * 处理器状态
 */
private volatile int handlerState = INIT;

AbstractChannelHandlerContext(DefaultChannelPipeline pipeline, EventExecutor executor, String name,
                              boolean inbound, boolean outbound) {
    this.name = ObjectUtil.checkNotNull(name, "name");
    this.pipeline = pipeline;
    this.executor = executor;
    this.inbound = inbound;
    this.outbound = outbound;
    // Its ordered if its driven by the EventLoop or the given Executor is an instanceof OrderedEventExecutor.
    ordered = executor == null || executor instanceof OrderedEventExecutor; // <1>
}

next、prev 属性，分别记录上、下一个节点。
Handler 相关属性：
- 在 AbstractChannelHandlerContext 抽象类中，按照我们上文的分享，应该会看到一个类型为 ChannelHandler 的处理器，但是实际并不是这样。而是，😈 我们下文 DefaultChannelHandlerContext、TailContext、HeadContext 见。
- inbound、outbound 属性，分别是否为 Inbound、Outbound 处理器。
- name 属性，处理器名字。
- handlerState 属性，处理器状态，初始为 INIT 。
executor 属性，EventExecutor 对象
- ordered 属性，是否使用有序的 executor，即 OrderedEventExecutor ，在构造方法的 <1> 处理的初始化。
pipeline 属性，所属 DefaultChannelPipeline 对象。

4.1.3 setAddComplete

#setAddComplete() 方法，设置 ChannelHandler 添加完成。完成后，状态有两种结果：

REMOVE_COMPLETE
ADD_COMPLETE

代码如下：

final void setAddComplete() {
    for (;;) {
        int oldState = handlerState;
        // Ensure we never update when the handlerState is REMOVE_COMPLETE already.
        // oldState is usually ADD_PENDING but can also be REMOVE_COMPLETE when an EventExecutor is used that is not
        // exposing ordering guarantees.
        if (oldState == REMOVE_COMPLETE || HANDLER_STATE_UPDATER.compareAndSet(this, oldState, ADD_COMPLETE)) {
            return;
        }
    }
}

循环 + CAS 保证多线程下的安全变更 handlerState 属性。

4.1.4 setRemoved

#setRemoved() 方法，设置 ChannelHandler 已移除。代码如下：

final void setRemoved() {
    handlerState = REMOVE_COMPLETE;
}

4.1.5 setAddPending

#setAddPending() 方法，设置 ChannelHandler 准备添加中。代码如下：

final void setAddPending() {
    boolean updated = HANDLER_STATE_UPDATER.compareAndSet(this, INIT, ADD_PENDING);
    assert updated; // This should always be true as it MUST be called before setAddComplete() or setRemoved().
}

当且仅当 INIT 可修改为 ADD_PENDING 。理论来说，这是一个绝对会成功的操作，原因见英文注释。

4.1.6 其他方法

AbstractChannelHandlerContext 中的其他方法，详细解析，见后续的文章。

4.2 HeadContext

HeadContext ，实现 ChannelOutboundHandler、ChannelInboundHandler 接口，继承 AbstractChannelHandlerContext 抽象类，pipe 头节点 Context 实现类。

HeadContext 是 DefaultChannelPipeline 的内部类。

4.2.1 构造方法

private final Unsafe unsafe;

HeadContext(DefaultChannelPipeline pipeline) {
    super(pipeline, null, HEAD_NAME, false, true); // <1>
    unsafe = pipeline.channel().unsafe(); // <2>
    setAddComplete(); // <3>
}

<1> 处，调用父 AbstractChannelHandlerContext 的构造方法，设置 inbound = false、outbound = true 。

<2> 处，使用 Channel 的 Unsafe 作为 unsafe 属性。HeadContext 实现 ChannelOutboundHandler 接口的方法，都会调用 Unsafe 对应的方法。代码如下：

@Override
public void bind(ChannelHandlerContext ctx, SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise) throws Exception {
    unsafe.bind(localAddress, promise);
}

@Override
public void connect(ChannelHandlerContext ctx, SocketAddress remoteAddress, SocketAddress localAddress, ChannelPromise promise) throws Exception {
    unsafe.connect(remoteAddress, localAddress, promise);
}

@Override
public void disconnect(ChannelHandlerContext ctx, ChannelPromise promise) throws Exception {
    unsafe.disconnect(promise);
}

@Override
public void close(ChannelHandlerContext ctx, ChannelPromise promise) throws Exception {
    unsafe.close(promise);
}

@Override
public void deregister(ChannelHandlerContext ctx, ChannelPromise promise) throws Exception {
    unsafe.deregister(promise);
}

@Override
public void read(ChannelHandlerContext ctx) {
    unsafe.beginRead();
}

@Override
public void write(ChannelHandlerContext ctx, Object msg, ChannelPromise promise) throws Exception {
    unsafe.write(msg, promise);
}

@Override
public void flush(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
    unsafe.flush();
}

这也就是为什么设置 outbound = true 的原因。

<3> 处，调用 #setAddComplete() 方法，设置 ChannelHandler 添加完成。此时，handlerStatus 会变成 ADD_COMPLETE 状态。

4.2.2 handler

#handler() 方法，返回自己作为 Context 的 ChannelHandler 。代码如下：

@Override
public ChannelHandler handler() {
    return this;
}

因为 HeadContext ，实现 ChannelOutboundHandler、ChannelInboundHandler 接口，而它们本身就是 ChannelHandler 。

4.2.3 其他方法

HeadContext 中的其他方法，详细解析，见后续的文章。

4.3 TailContext

TailContext ，实现 ChannelInboundHandler 接口，继承 AbstractChannelHandlerContext 抽象类，pipe 尾节点 Context 实现类。

TailContext 是 DefaultChannelPipeline 的内部类。

4.3.1 构造方法

TailContext(DefaultChannelPipeline pipeline) {
    super(pipeline, null, TAIL_NAME, true, false); // <1>
    setAddComplete(); // <2>
}

<1> 处，调用父 AbstractChannelHandlerContext 的构造方法，设置 inbound = true、outbound = false ，和 HeadContext 相反。
<2> 处，调用 #setAddComplete() 方法，设置 ChannelHandler 添加完成。此时，handlerStatus 会变成 ADD_COMPLETE 状态。

4.3.2 handler

#handler() 方法，返回自己作为 Context 的 ChannelHandler 。代码如下：

@Override
public ChannelHandler handler() {
    return this;
}

因为 HeadContext ，实现 ChannelInboundHandler 接口，而它们本身就是 ChannelHandler 。

4.3.3 其他方法

TailContext 中的其他方法，详细解析，见后续的文章。

4.4 DefaultChannelHandlerContext

io.netty.channel.DefaultChannelHandlerContext ，实现 AbstractChannelHandlerContext 抽象类。代码如下：

final class DefaultChannelHandlerContext extends AbstractChannelHandlerContext {

    private final ChannelHandler handler;

    DefaultChannelHandlerContext(
            DefaultChannelPipeline pipeline, EventExecutor executor, String name, ChannelHandler handler) {
        super(pipeline, executor, name, isInbound(handler), isOutbound(handler)); // <1>
        if (handler == null) {
            throw new NullPointerException("handler");
        }
        this.handler = handler; // <2>
    }

    @Override
    public ChannelHandler handler() {
        return handler;
    }

    private static boolean isInbound(ChannelHandler handler) {
        return handler instanceof ChannelInboundHandler;
    }

    private static boolean isOutbound(ChannelHandler handler) {
        return handler instanceof ChannelOutboundHandler;
    }

}

不同于 HeadContext、TailContext，它们自身就是一个 Context 的同时，也是一个 ChannelHandler 。而 DefaultChannelHandlerContext 是内嵌一个 ChannelHandler 对象，即 handler 。这个属性通过构造方法传入，在 <2> 处进行赋值。
<1> 处，调用父 AbstractChannelHandlerContext 的构造方法，通过判断传入的 handler 是否为 ChannelInboundHandler 和 ChannelOutboundHandler 来分别判断是否为 inbound 和 outbound 。

666. 彩蛋

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