Reactor 模式

前言

针对传统阻塞 I/O 服务模型的 2 个缺点：

当并发数很大，就会创建大量的线程，占用很大系统资源
连接创建后，如果当前线程暂时没有数据可读，该线程会阻塞在 Handler对象中的read 操作，导致上面的处理线程资源浪费

Reactor 模式的解决方案：本质就是I/O多路复用

多个连接共用一个阻塞对象ServiceHandler，应用程序只需要在一个阻塞对象等待，无需阻塞等待所有连接。
当某个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。

概述

Reactor 模式也叫 Dispatcher 模式，即 I/O 多路复用监听事件，收到事件后，根据事件类型分配（Dispatch）给某个线程。

核心组件：

Reactor（也就是那个ServiceHandler）：

Reactor 在一个单独的线程中运行，负责监听和分发事件，分发给适当的处理线程来对 IO 事件做出反应。
Handlers（处理线程EventHandler）：

处理线程执行 I/O 事件要完成的实际事件。

分类：

单 Reactor 单线程
单 Reactor 多线程
主从 Reactor 多线程

单Reactor单线程

通过单一Reactor调用select来监听网络的连接请求，收到事件后通过 Dispatch 进行分发。

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
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

结构图：

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、甚至导致整个节点故障。

Netty对应的代码

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EventLoopGroup eventGroup = new NioEventLoopGroup(1);
serverBootstrap serverBootstrap = new serverBootstrap();
serverBootstrap.group(eventGroup);

单 Reactor多线程

同样是通过单一Reactor调用select来监听网络的连接请求，收到事件后通过 Dispatch 进行分发。

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。
如果不是连接请求，则由 Reactor 分发调用连接对应的 handler 来处理，但是这里handler只负责响应事件，不负责处理事件，而是交由Worker线程来进行业务处理。

结构图：

缺点：

单一的Reactor承担了所有时间监听，性能瓶颈明显，多线程数据共享和访问比较复杂。

Netty对应的代码

// 默认2倍核心数
EventLoopGroup eventGroup = new NioEventLoopfroup();
ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();
serverBootstrap.group(eventGroup);

主从 Reactor 多线程

优化了前两种方案的单一Reactor性能瓶颈问题，这个方案让Reactor以主从的多线程方式运行。

Reactor 主线程 MainReactor 对象通过 select 监听连接事件，收到事件后，通过 Acceptor 处理连接事件。
当 Acceptor 处理连接事件后，MainReactor 将连接分配给 SubReactor，SubReactor再将对应事件交由handler处理。
handler再分发给后面的worker 线程处理。

结构图：

Netty对应的代码

EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();
serverBootstrap.group(bossGroup, workerGroup);