Reactor 執行緒模型

由於傳統 的阻塞 IO 對於響應時間不是很好，因此引入了 Reactor 的非同步事件模型來提高響應時間。

主要存在以下三種方式：

• 單執行緒

  ​ Reactor 內部通過 selector 來監聽連線事件，收到事件之後通過 dispatcher 來進行分發。如果是連線建立的事件，則由 acceptor 進行處理，acceptor 通過接受到連線，建立一個 Handler 來處理後續的事件。

  ​ 該模型的缺點：由於是使用單執行緒的方式來處理每個連線事件，因此無法有效地利用 CPU 提供的資源

• 多執行緒

  ​ 為了充分利用 CPU 提供的資源，因此使用多執行緒的方式來對工作集合進行處理。

  ​ 在主執行緒中，Reactor 物件通過 selector 來監控連線事件，收到事件之後通過 dispatch 進行分發，如果是連線事件，則由 acceptor 進行處理，acceptor 通過接收到連線，建立一個 Handler 來處理後續的事件。在這個執行緒模型中，該 Handler 只是負責響應事件，不進行任何業務操作，所有的業務操作都放線上程池中進行處理。

  ​ 該模型存在的缺點：在同時接受大量的連線請求時，由於所有的連線請求都是通過單個的 Reactor 物件來進行處理的，因此這是很可能會造成連線超時的情況。

• 主從多執行緒

​ 由於使用單獨的 Reactor 來處理連線在處理大量連線是可能會導致連線連線超時的情況，因此在這個執行緒模型中採用了 “主—從” Reactor

Netty 執行緒模型

Netty 通過 NioEventLoopGroup 來實現上文提及的幾種 Reactor 模型

• 單執行緒模型

  單執行緒模型就是隻指定一個執行緒執行客戶端的連線和讀取操作，即將所有的請求和任務的處理都放在一個執行緒中執行，只要將 NioEventLoopGroup

  中的執行緒數設定為 1 即可實現單執行緒模型。

  NioEventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup(1); // 設定 NioEventLoopGroup 執行緒數為1，將當前的 Reactor 執行緒模型設定為單執行緒模型
  ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
  bootstrap.group(group)
      .channel(NioServerSocketChannel.class)
      .option(ChannelOption.TCP_NODELAY, true) // 開啟 Nagle 演算法
      .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024) // 最大連線等待佇列的長度
      .childHandler(new SimpleChannelInboundHandler<SocketChannel>() {
          @Override
          protected void
              channelRead0(
              ChannelHandlerContext ctx,
              SocketChannel msg
          ) throws Exception {
              /*
              	TODO
              */
          }
      });
  

  大致的工作流程：

• 多執行緒模型

  多執行緒模型就是在一個 Reactor 物件中對客戶端的連線進行處理，然後將業務交給執行緒池進行處理。程式碼如下所示：

  NioEventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
  ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
  bootstrap.group(group)
      .channel(NioServerSocketChannel.class)
      .option(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)
      .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024)
      .childHandler(new SimpleChannelInboundHandler<SocketChannel>() {
          @Override
          protected void channelRead0( ChannelHandlerContext ctx, SocketChannel msg) throws Exception {
              /*
              	TODO
              */
          }
      });
  

  值得注意的是，這種模型的實現原理就是將“主” Reactor 物件和 “從” Reactor 物件設定為同一個 NioEventLoopGroup 物件來實現的

  具體工作流程：

• 主從多執行緒模型

  只要將 “主” Reactor 物件和 “從” Reactor 物件設定為不同的 NioEventLoopGroup 即可達到對應的效果。

  具體程式碼如下所示：

  NioEventLoopGroup mainGroup = new NioEventLoopGroup();
  NioEventLoopGroup minorGroup = new NioEventLoopGroup();
  ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
  bootstrap.group(mainGroup, minorGroup)
      .channel(NioServerSocketChannel.class)
      .option(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)
      .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024)
      .childHandler(new SimpleChannelInboundHandler<SocketChannel>() {
          @Override
          protected void
              channelRead0(
              ChannelHandlerContext ctx,
              SocketChannel msg
          ) throws Exception {
              /*
              	TODO
               */
          }
      });
  

  工作流程如下所示：

  在 Netty 中，“主” Reactor 實際上依舊只是隨機選擇一個執行緒用於處理客戶端的連線。與此同時， NioServerSocketChannel 繫結到 mainGroup，而 NioSockerChannel 繫結到 minorChannel 中

參考：

^[1] https://juejin.cn/post/6844903974298976270

^[2] http://gee.cs.oswego.edu/dl/cpjslides/nio.pdf