Reactor模式

Reactor是1995年由道格拉斯提出的一種高性能網(wǎng)絡(luò)編程模式但壮。由于好多年了粪薛，當(dāng)時的一些概念與現(xiàn)在略有不同著蟹，reactor模式在網(wǎng)絡(luò)編程中是非常重要的煞肾，可以說是NIO框架的典型模式命贴，一些經(jīng)典的框架道宅，比如Mina、Netty胸蛛、Cindy都是此模式的實現(xiàn)污茵。

我們來看看當(dāng)年提出的通用模型：

上面的圖形中：

1、Handle 可以理解為資源或者文件句柄葬项，放在netty里面就是channel泞当，就是我們實際要處理的東西

2、Event Handler和Concrete Event Handler 就是具體的事件處理器民珍，對應(yīng)netty中的handler接口和具體的handler

3襟士、Synchronous Event Demultiplexer同步事件多路復(fù)用分發(fā)器，可以理解為nio中的select

4嚷量、Initiation Dispatcher陋桂，分發(fā)器，可以理解為nio中的循環(huán)蝶溶，也就是netty中的EventLoop嗜历，處理各種事件

5、select（handlers）就是真正處理業(yè)務(wù)的地方

大家注意上面圖形中的幾個箭頭抖所，可以看出各個組件之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系梨州。這個經(jīng)典的模型當(dāng)時并不是針對Java提出的，任何擁有這些組件的語言部蛇，都可以實現(xiàn)高性能的reactor模型摊唇。

單線程Reactor

基于Java，Doug Lea（Java并發(fā)包作者）提出了三種形式涯鲁，單線程Reactor巷查，多線程Reactor和Multiple Reactor。首先看一下基本的單線程模式：

單線程模型就是一個reactor（select+循環(huán)）抹腿，客戶端（client）注冊進(jìn)來由reactor接收注冊事件岛请，然后再由reactor分發(fā)（dispatch）出去，由下面的處理器（read警绩、decode崇败、compute等）去處理。我們前面復(fù)習(xí)nio代碼的時候，程序就是這樣的結(jié)構(gòu)后室，只有一個select缩膝。

多線程Reactor

單線程的Reactor有明顯的不足，只有一個線程岸霹，又要接收連接疾层，又要處理io讀寫，還要處理計算和業(yè)務(wù)邏輯贡避，如果是io密集型還行痛黎，如果是計算密集型效率會很慢。現(xiàn)在的機(jī)器都是多核的刮吧，只用一個線程也浪費機(jī)器資源湖饱，無法充分利用機(jī)器。多線程Reactor能解決這個問題杀捻，來看一下多線程Reactor模型：

在多線程Reactor中井厌，注冊接收事件都是由Reactor來做，其它的計算致讥，編解碼由一個線程池來做旗笔。單獨一個線程接收請求，另一個線程池處理其它業(yè)務(wù)拄踪。這種模型的問題就是蝇恶，使用線程池處理的時候，很多地方會有多次線程切換惶桐，上下文切換撮弧，導(dǎo)致效率比較低，有很多問題要處理姚糊，甚至光是接收和讀寫等請求一個線程也可能忙不過來贿衍，因此有了第三種模式，就是Multiple Reactor救恨。

Multiple Reactor

這種模式特點是有多個Reactor贸辈，一個boss Reactor負(fù)責(zé)接收，另外幾個worker? Reactor負(fù)責(zé)讀寫肠槽，把業(yè)務(wù)部分的處理還是放到線程池中來做擎淤。我們前面討論的netty示例代碼其實就是這樣的模型：

netty中的handler默認(rèn)沒有啟用線程池，如果我們定義用線程池去處理秸仙，那么就和上面的模型幾乎一模一樣了嘴拢。上面的三種Reactor模式就是最基本的Java的三種Reactor模式。

網(wǎng)上關(guān)于Reactor的內(nèi)容有很多寂纪，分的類型也更細(xì)一些席吴，擴(kuò)展了很多其它的形式赌结，針對具體的場景有一些更加詳細(xì)的模式，比如下面的主從Reactor模式：

在主從Reactor模式中孝冒，再次對Reactor進(jìn)行細(xì)分柬姚，有一個主要的Reactor進(jìn)行接收，里面可以做一些認(rèn)證登錄之類的事情庄涡，完了之后再分配到Sub Reactor下面去伤靠，再做具體的IO處理。

網(wǎng)上關(guān)于Reactor模型有很多啼染，但是Java經(jīng)典的三種最基本的一定要了解清楚，我們設(shè)計自己的架構(gòu)的時候焕梅，不要被網(wǎng)上過多的五花八門的模型擾亂迹鹅，從基本模型觸發(fā)就可以。

Netty支持的Reactor形式

netty其實對三種Java基本的Reactor模式都是支持的贞言。我們前面演示過斜棚，netty啟動時，要在ServerBootstrap中配置bossGroup和childGroup兩個EventLoopGroup该窗，也就是說netty是可以靈活配置的弟蚀。我們通過配置可以讓netty分別實現(xiàn)對三種模式的支持。

先看一下對單線程reactor的配置：

在配置的時候酗失，boss和worker兩個group配置成一個义钉，也就是說兩個group的工作交給一個bossGroup（線程數(shù)為1）來完成。這樣實際上就是第一個單線程reactor的模型规肴。上面的代碼就是對第一種模式的支持捶闸。

再來看一下對第二種多線程reactor模式的支持，其實第二種模式和第一種代碼的配置是一樣的拖刃，只是在handler中進(jìn)行處理的時候删壮，使用一個線程池處理所有業(yè)務(wù)，這樣就是第二種多線程的reactor模式兑牡。

第三種Multiple Reactor模式是我們用的最多的模式央碟，也是前面例子演示中的配置形式。boss為單線程均函，worker為多線程亿虽，在ServerBootstrap中同時配置boss和worker，下面是我們熟悉的代碼：

EventLoopGroup如果沒有配置線程數(shù)量苞也，默認(rèn)創(chuàng)建cpu個數(shù)的兩倍经柴，所以上面worker的線程數(shù)根據(jù)機(jī)器決定。但是現(xiàn)在如果要嚴(yán)格對應(yīng)第三種模式墩朦，在handler中坯认，還要加上線程池。如果計算不太復(fù)雜，一個workerGroup就可以了牛哺，如果需要很復(fù)雜的計算陋气，建議在handler中加入線程池進(jìn)行處理。盡量不要讓IO線程池阻塞引润。?

在很多netty項目中巩趁，還有這樣的寫法：

boss和worker中的線程數(shù)都是多個，這種配置并沒有對應(yīng)前面提過的任何一種模式淳附，那么會有這種需要使用多個boss線程的情況嗎议慰？我們知道accept只能保存到一個線程上，所以說bossGroup配置多個是沒有用的奴曙，所以也有人問netty框架的作者别凹，這種什么時候會用到，下面是作者的回答：

大致是說洽糟，這種配置不是必須的炉菲，但是它可能會非常有用，比如當(dāng)多個ServerBootstrap共享一個NioEventLoopGroup的時候會非常有用坤溃，意思就是拍霜，每個ServerBootstrap都要注冊一個NioServerSocketChannel，如圖：

如果多個ServerBootstrap都使用一個bossGroup薪介，這時候bossGroup初始化為1個線程祠饺，就意味著一個線程監(jiān)聽多個端口，這樣顯然不太好汁政，這時候bossGroup就可以配置成多個吠裆，這樣可以每個端口由一個線程去監(jiān)聽，提高效率烂完。

但是试疙，上面是想象中的使用情況，我們實際開發(fā)netty的時候抠蚣，幾乎沒有看到有多個ServerBootstrap的情況祝旷，所以bossGroup配置成多個在現(xiàn)在看來幾乎是沒有用的，我們把bossGroup的參數(shù)直接寫成1就可以嘶窄。即使寫成了8怀跛，實際執(zhí)行的時候，也只會用到一個線程柄冲，ServerBootstrap只會使用一個吻谋，不會使用多個。

關(guān)于主從reactor模式现横，從目前netty看沒有辦法通過配置直接實現(xiàn)漓拾。