前言

一、用自己的话说清楚Reactor模型

线程模型2：Reactor 模式

1.1 基本介绍

针对传统阻塞 I/O 服务模型的 2 个缺点，比较常见的有如下解决方案：

1）基于 I/O 复用模型：多个连接共用一个阻塞对象，应用程序只需要在一个阻塞对象上等待，无需阻塞等待所有连接。当某条连接有新的数据可以处理时，操作系统通知应用程序，线程从阻塞状态返回，开始进行业务处理；

2）基于线程池复用线程资源：不必再为每个连接创建线程，将连接完成后的业务处理任务分配给线程进行处理，一个线程可以处理多个连接的业务。

I/O 复用结合线程池，这就是 Reactor 模式基本设计思想，如下图：

Reactor 模式，是指通过一个或多个输入同时传递给服务处理器的服务请求的事件驱动处理模式。

服务端程序处理传入多路请求，并将它们同步分派给请求对应的处理线程，Reactor 模式也叫 Dispatcher 模式。

即 I/O 多了复用统一监听事件，收到事件后分发(Dispatch 给某进程)，是编写高性能网络服务器的必备技术之一。

Reactor 模式中有 3 个关键组成：

Dispatch:负责分发事件，如果是接收到Accept事件,则分发给Acceptor。如果是Read事件，将请求交给ReadHandler处理；
Acceptor：负责接收Accep事件，然后将连接注册成读事件，传递给dispatch;
Handler:负责处理具体事件；

根据 Reactor 的数量和处理资源池线程的数量不同，有 3 种典型的实现：

1）单 Reactor 单线程；
2）单 Reactor 多线程；
3）主从 Reactor 多线程。

下面详细介绍这 3 种实现方式。

1.2 单 Reactor 单线程

其中，Select 是前面 I/O 复用模型介绍的标准网络编程 API，可以实现应用程序通过一个阻塞对象监听多路连接请求，其他方案示意图类似。

方案说明：

1）Reactor 对象通过 Select 监控客户端请求事件，收到事件后通过 Dispatch 进行分发；

2）如果是建立连接请求事件，则由 Acceptor 通过 Accept 处理连接请求，然后创建一个 Handler 对象处理连接完成后的后续业务处理；

3）如果不是建立连接事件，则 Reactor 会分发调用连接对应的 Handler 来响应；

4）Handler 会完成 Read→业务处理→Send 的完整业务流程。

优点：模型简单，没有多线程、进程通信、竞争的问题，全部都在一个线程中完成。

缺点：性能问题，只有一个线程，无法完全发挥多核 CPU 的性能。Handler 在处理某个连接上的业务时，整个进程无法处理其他连接事件，很容易导致性能瓶颈。

可靠性问题，线程意外跑飞，或者进入死循环，会导致整个系统通信模块不可用，不能接收和处理外部消息，造成节点故障。

使用场景：客户端的数量有限，业务处理非常快速，比如 Redis，业务处理的时间复杂度 O(1)。

1.3单 Reactor 多线程

方案说明：

1）Reactor 对象通过 Select 监控客户端请求事件，收到事件后通过 Dispatch 进行分发；

2）如果是建立连接请求事件，则由 Acceptor 通过 Accept 处理连接请求，然后创建一个 Handler 对象处理连接完成后续的各种事件；

3）如果不是建立连接事件，则 Reactor 会分发调用连接对应的 Handler 来响应；

4）Handler 只负责响应事件，不做具体业务处理，通过 Read 读取数据后，会分发给后面的 Worker 线程池进行业务处理；

5）Worker 线程池会分配独立的线程完成真正的业务处理，如何将响应结果发给 Handler 进行处理；

6）Handler 收到响应结果后通过 Send 将响应结果返回给 Client。

优点：可以充分利用多核 CPU 的处理能力。

缺点：多线程数据共享和访问比较复杂；Reactor 承担所有事件的监听和响应，在单线程中运行，高并发场景下容易成为性能瓶颈。

1.4 主从 Reactor 多线程

针对单 Reactor 多线程模型中，Reactor 在单线程中运行，高并发场景下容易成为性能瓶颈，可以让 Reactor 在多线程中运行。

方案说明：

1）Reactor 主线程 MainReactor 对象通过 Select 监控建立连接事件，收到事件后通过 Acceptor 接收，处理建立连接事件；

2）Acceptor 处理建立连接事件后，MainReactor 将连接分配 Reactor 子线程给 SubReactor 进行处理；

3）SubReactor 将连接加入连接队列进行监听，并创建一个 Handler 用于处理各种连接事件；

4）当有新的事件发生时，SubReactor 会调用连接对应的 Handler 进行响应；

5）Handler 通过 Read 读取数据后，会分发给后面的 Worker 线程池进行业务处理；

6）Worker 线程池会分配独立的线程完成真正的业务处理，如何将响应结果发给 Handler 进行处理；

7）Handler 收到响应结果后通过 Send 将响应结果返回给 Client。

优点：父线程与子线程的数据交互简单职责明确，父线程只需要接收新连接，子线程完成后续的业务处理。

父线程与子线程的数据交互简单，Reactor 主线程只需要把新连接传给子线程，子线程无需返回数据。

这种模型在许多项目中广泛使用，包括 Nginx 主从 Reactor 多进程模型，Memcached 主从多线程，Netty 主从多线程模型的支持。

1.5 小结

3种模式可以用个比喻来理解：（餐厅常常雇佣接待员负责迎接顾客，当顾客入坐后，侍应生专门为这张桌子服务）

1）单 Reactor 单线程，接待员和侍应生是同一个人，全程为顾客服务；

2）单 Reactor 多线程，1 个接待员，多个侍应生，接待员只负责接待；

3）主从 Reactor 多线程，多个接待员，多个侍应生。

Reactor 模式具有如下的优点：

1）响应快，不必为单个同步时间所阻塞，虽然 Reactor 本身依然是同步的；

2）编程相对简单，可以最大程度的避免复杂的多线程及同步问题，并且避免了多线程/进程的切换开销；

3）可扩展性，可以方便的通过增加 Reactor 实例个数来充分利用 CPU 资源；

4）可复用性，Reactor 模型本身与具体事件处理逻辑无关，具有很高的复用性。

二、Netty操作基本代码流程

服务端代码：

private void start() {//1、加载web.properties文件，解析配置init();//Boss线程EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();//Worker线程EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();//2、创建Netty服务端对象ServerBootstrap server = new ServerBootstrap();try {//3、配置服务端参数server.group(bossGroup, workerGroup)//配置主线程的处理逻辑.channel(NioServerSocketChannel.class)//子线程的回调处理，Handler.childHandler(new ChannelInitializer() {@Overrideprotected void initChannel(Channel client) throws Exception {//处理回调的逻辑//链式编程，责任链模式//处理响应结果的封装client.pipeline().addLast(new HttpResponseEncoder());//用户请求过来，要解码client.pipeline().addLast(new HttpRequestDecoder());//用户自己的业务逻辑client.pipeline().addLast(new GPTomcatHandler());}})//配置主线程分配的最大线程数.option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 128)//保持长连接.childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true);//启动服务ChannelFuture f = server.bind(this.port).sync();System.out.println("GP Tomcat 已启动，监听端口是: " + this.port);f.channel().closeFuture().sync();}catch (Exception e){e.printStackTrace();}finally {bossGroup.shutdownGracefully();workerGroup.shutdownGracefully();}}

通过new EventLoopGroup()，新建boss线程和worker线程
通过new ServerBootStrap()，创建Netty服务端对象
配置服务端参数，通过ServerBootStrap.group().chanel().clildHandler()...等方法配置
通过ChannelFuture f = server.bind(this.port).sync()，启动服务

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Reactor与Netty基本操作流程总结

前言

一、用自己的话说清楚Reactor模型

线程模型2：Reactor 模式

1.1 基本介绍

1.2 单 Reactor 单线程

1.3单 Reactor 多线程

1.4 主从 Reactor 多线程

1.5 小结

二、Netty操作基本代码流程

Reactor与Netty基本操作流程总结相关推荐

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