Reactor [riˈæktə(r)] 反应堆,即IO多路复用模型。
三种模式用生活案例举例:
- 单Reactor单线程:前台接待员和服务员都是同一个人,全程为顾客服务。
- 单Reactor多线程:一个前台接待员,多个服务员,接待员只负责接待。
- 主从Reactor多线程:多个前台接待员,多个服务生。
阅读本文时可以阅读下面的文章:
Scalable IO in Java ——Doug Lea
1. 单Reactor单线程
1.1 模式图
模式图如图所示
简略版本:
1.2 单Reactor单线程流程
- 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;
- 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;
- 如果不是建立连接请求事件,则Reactor则会分发调用连接对应的Handler来响应;
- Handler会完成Read->业务处理->Send的完整业务逻辑
1.3 优缺点
优点:
模型简单,没有多线程、进程通信、竞争的问题;
缺点:
- 性能问题,只有一个线程,无法发挥多核CPU的性能;
- 可靠性问题,线程意味终止或者进入死循环,会导致整个系统不可用
1.4 使用场景
Redis的多路复用模型。
2. 单Reactor多线程
2.1 模式图
2.2 流程分析
- Reactor对象通过select监控客户端请求,当请求事件达到后,通过dispatch分发请求;
- 若是建立连接的事件,则通过Acceptor的accept处理连接请求,然后创建Handler事件来处理后续逻辑;
- 如果不是建立连接事件,则通过Reactor分发到连接对应的handler来处理;
- handler只负责响应事件,不做具体的业务处理,通过read读取数据后,分发给worker线程池去处理业务;
- worker线程池会分配独立的线程去完成真正的业务,并将结果返回给handler;
- handler收到响应后,通过send方法将结果返回给client;
2.3 优缺点
优点:可以充分利用多核CPU的能力;
缺点:多线程数据共享和访问比较复杂,reactor依旧是单线程去处理所有的事件监听和响应,在高并发下依旧存在性能问题。
3. 主从reactor多线程
3.1 模式图
理解版本:
3.2 流程
- Reactor主线程MainReactor对象通过select监听连接事件,收到事件后,通过Acceptor处理事件;
- 当Accept处理连接事件后,MainReactor将连接分配给SubReactor;
- subReactor将连接加入到连接队列进行监听,并创建handler进行各种事件处理;
- 当有新事件发生时,subReactor将调用对应的handler处理;
- handler通过read读取数据,分发给后面的worker线程进行处理;
- handler收到响应结果后,通过send发送给client;
MainReactor可以对应多个SubReactor!!!
4. Reactor模式的优点
- 响应快,不必为单个同步事件所阻塞,虽然Reactor本身依然是同步的;
- 可以最大程度避免复杂的多线程及同步问题,并且避免多线程/进程的切换;
- 扩展性好,可以方便通过增加Reactor实例个数充分利用CPU资源;
- 复用性好,Reactor模型本身与具体事件处理逻辑无关,具有很高的复用性;