ChannelPipeline采用责任链模式设计。在责任链模式中，由每个对象对其下个对象的引用而连接起来的一条链，请求在这条链上传递，知道链上某个对象处理该请求并中止传递。发送请求者并不知道链上的哪个对象处理该请求，从而使得系统可以在不影响发送端的情况下动态的重新分配责任。

DefaultChannelPipeline

Handler链的默认实现类，维护了链中的头结点和尾结点，DefaultChannelPipeline对象在构建时，就会创建头结点和尾结点对象。之后添加的Handler都会添加到两者中间，addLast会添加到尾结点的前面，addFirst会添加到头结点的后面。在添加时可以给Handler指定名称，如果名称有重复会抛出异常。
Handler分为两种，一种是实现ChannelInboundHandler接口的，一种是实现ChannelOutboundHandler接口的。ChannelInboundHandler接口主要处理从外到内的请求，将远端操作通知本地（比如注册，激活，读等），从Head结点开始传递，直到tail结点。而ChannelOutboundHandler接口主要处理从内到外的操作，将本地操作通知远端（比如连接，绑定，写）等，从tail结点开始传递，到Head结点后转由unsafe类进行真正处理。

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tail = new TailContext(this); // tail实现了ChannelInboundHandler接口
head = new HeadContext(this); // head实现了ChannelOutboundHandler和ChannelInboundHandler接口

上文讲到的ServerBootstrapAcceptor类，就是一个ChannelInboundHandlerAdapter类型的Handler。所以当连接完成对上层发出通知时，通知从Head结点开始传递，到达ServerBootstrapAcceptor中处理并中止传递。

AbstractChannelHandlerContext

AbstractChannelHandlerContext是对ChannelHandler的一个包装类，Pipeline中真正的对象实际上是AbstractChannelHandlerContext。在AbstractChannelHandlerContext中维护了next、prev属性，所以这是一个双向链表结构。

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volatile AbstractChannelHandlerContext next; // 下个结点
volatile AbstractChannelHandlerContext prev; // 上个结点
private final ChannelHandler handler; // 真正Handler对象

接下来讲到的编解码器也是根据Pipeline来实现的。

ByteBuf

为了简化ByteBuffer的操作，Netty自定义了ByteBuf,相对于ByteBuffer的读写索引共用，Netty将其分开，定义了读索引和写索引，避免了每次读写都需要flip方法来转换。并且定义了扩容方法，解决了ByteBuffer容量无法修改的问题。

基本属性

• readerIndex : 读索引
• writerIndex : 写索引
• markReaderIndex : 标记读索引位置
• markWriterIndex : 标记写索引位置
• readableBytes : 可读字节大小(writerIndex - readerIndex)
• writableBytes : 可写字节大小(capacity - writerIndex)
• resetReaderIndex : 还原到标记读索引位置
• resetWriterIndex : 还原到标记写索引位置

池化：将用过的对象保存，重复使用。

堆外内存：使用JVM堆栈外的内存，该内存JVM无法干预，JVM的GC只能回收ByteBuf对象本身，而不能回收其指向的堆外内存，所以需要手动释放。

Netty的ByteBuf实现分为池化和非池化，其中又分为堆内存和堆外内存实现。由于堆外内存需要手动释放，所以需要自己维护引用数来标记是否释放。

服务端线程模型

Netty的服务端线程模型类似与Reactor多线程模型。采用的是Acceptor线程和IO线程分离的模式。将连接请求处理和读写处理分开，避免了因读写阻塞而导致无法处理客户端连接请求，导致客户端连接超时。

• 有一个专门的线程池（Acceptor）用来处理客户端的连接请求。
• 有一个专门的线程池（IO）用来处理读写操作。
• 一个线程处理N条连接，一个连接对应一个线程。

从Acceptor线程池中随机选择一个线程处理客户端连接请求，连接建立后将创建的SocketChannel注册到IO线程池中的某个线程上，由该线程负责SocketChannel的读写和编解码工作。

示例代码

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// Acceptor线程池
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
// IO线程池
EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
try {
    ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
    b.group(bossGroup, workerGroup)
     .channel(NioServerSocketChannel.class)
     .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1000)
     .handler(new LoggingHandler(LogLevel.INFO))
     .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
         @Override
         public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
             ChannelPipeline p = ch.pipeline();
             if (sslCtx != null) {
                 p.addLast(sslCtx.newHandler(ch.alloc()));
             }
             //p.addLast(new LoggingHandler(LogLevel.INFO));
             p.addLast(new EchoServerHandler());
         }
     });

    // Start the server.
    ChannelFuture f = b.bind(PORT).sync();

    // Wait until the server socket is closed.
    f.channel().closeFuture().sync();
} finally {
    // Shut down all event loops to terminate all threads.
    bossGroup.shutdownGracefully();
    workerGroup.shutdownGracefully();
}

Buffer

NIO中的Buffer用于和NIOChannel进行交互，数据从Channel中读到Buffer中，数据从Buffer中写入到Channel中。Buffer本质是是一块可读写的内存区域，这块内存区域被包装成Buffer对象，并提供了一系列方法访问该内存。Buffer不是线程安全的，多线程时需要同步。

基础属性

• 容量capacity : 缓冲区能够容纳的数据的最大数量，在创建的时候设定，不可再更改。
• 上界limit : 缓冲区现存数据的计数，用来读写转换记录写的位置。
• 位置position : 下一个要被读写的元素的索引。每次读写都会更新位置。
• 标记mark : 备忘位置，用于重置位置。
  0 <= mark <= position <= limit <= capacity

重要方法

• allocate : 创建一个Buffer对象，参数为capacity。
• wrap ：使用包装方式创建Buffer对象。
• duplicate : 创建一个与原始Buffer相似的Buffer,两者共享数据，但是每个Buffer都有各自的position和limit。
• slice : 创建一个切片Buffer,共享数据。
• flip ：转换读写状态，每次转换都将position的值赋给limit，将position设为0。从写转读，是从0开始读到limit（也就是已写数据）。从读转写，会将limit的值赋给position，也就是抵消了flip的操作，还原到上上次，从上次写的位置开始写。
• remaining ：limit-position，未读数据大小。
• clear : 清空Buffer,position设为0，limit设为capacity的值。数据并未清除。可以重新开始写数据。
• compact : 将未读的数据拷贝到Buffer头部，将position设为未读数据后面，这样未读数据会保留，重写数据从其后面开始写。
• mark : 标记。
• reset : 恢复到mark的position。
• equals : 两个Buffer相等的条件，1.类型相同，2.Buffer中剩余的数据个数相同，3.Buffer中剩余的数据相同。

实现类型，Buffer的实现类型分为两种。

• direct类型：采用直接内存实现，直接内存不受JVM控制，是由系统直接分配的，JVM无法GC回收，必须手动回收该部分内存。
• heap类型：采用JVM堆栈实现。

大端、小端
每个基本数据类型都是以连续字节序列的形式存储在内存中。如果字节的最高字节在左边，位于低位地址中，则就是大端字节顺序。如果字节的最低字节在左边，位于低位地址中，则就是小端字节顺序。