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Reactor模型
- 翻译:反应器模式,分发者模式,通知者模式
原理:
1)通过一个或多个输入同时请求服务处理器(基于事件驱动);
2)服务处理器接收到请求,同步分发到相应的处理线程;
3)使用IO复用监听事件,分发事件到线程(进程),这点就是网络高并发的关键。
组成
1)Reactor:一个单独的线程
2)Handlers:事件处理器,可能是开启单独的线程,也可能开启个进程处理事件
单Reactor单线程模型
1)简单的nio群聊就是这种模式。
2)缺点:不能支持高并发。不能发挥cpu性能,有一个handler在读写时会阻塞整个系统。
单Reactor多线程模型
1)Handler加入了线程池,去处理耗时的业务逻辑。
2)需要注意的是:线程池处理完,需要将结果返回给handler,再返回给客户端。
3)优点:充分发挥多核cpu的优势;
4)缺点:多线程数据共享和访问比较复杂,Reactor处理所有事件的监听和响应,是单线程运行,高并发场景容易出现性能瓶颈
主从Reactor多线程模型
- 图解
1)reactor主线程MainReactor对象通过select监听事件,收到事件后转发给acceptor
2) acceptor处理连接事件后,将连接分配给subReactor
3) 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
4)当有新事件发生数时,subReactor就会调用对应的handler处理
5)handler通过read读取数据,分发给后面的worker线程处理
6)worker线程池分配独立的线程进行业务处理,并返回结果
7)handler收到返回结果后,通过send将结果返回客户端
8)Reactor主线程可以对应多个Reactor子线程 - 优点:父线程和子线程职责明确,父线程只负责接收连接,子线程负责业务处理。父子线程交互也简单,父线程只需要把连接传给子线程,子线程无需返回数据
- 缺点:编程复杂度高
-
实例:nginx主从Reactor多线程模型,memcached主从多线程,netty主从多线程模型
Netty模型
- Netty抽象出两组线程池,BossGroup专门负责接收客户端的连接,WorkerGroup专门负责网络读写
- BossGroup和WorkerGroup类型都是NioEventLoopGroup
- NioEventLoopGroup相当于一个事件循环组,这个组中含有多个事件循环,每一个事件循环是NioEventLoop
- NioEventLoop表示一个不断循环的执行处理任务的线程,每个NioEventLoop都有一个selector,用于监听绑定在其上的socket的网络通讯
- NioEventLoopGroup可以有多个线程,即可以含有多个NioEventLoop
- 每个Boss NioEventLoop 循环执行的步骤有3步
1)轮询accept事件
2)处理accept事件,与client建立连接,生成NioSocketChannel,并将其注册到某个worker NIOEventLoop上的selector
3)处理任务队列的任务,即runAllTasks - 每个worker NIOEventLoop循环执行的步骤
1)轮询read,write事件
2)处理IO事件,即read,write,在对应NioSocketchannel处理
3)处理任务队列中的任务,即runAllTasks - 每个Worker NIOEventLoop处理业务时,会使用pipeline(管道),pipeline中包含了channel,即通过pipeline可以获取到对应通道,管道中维护了很多的处理器
实战
https://github.com/lanqqiao/net-demo.git
- 最简单Netty服务
服务:NettyServer
服务handler:NettyServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter
客户端:NettyClient
客户端handler:NettyClientHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter
- hander任务异步实现
ctx.channel().eventLoop().execute(new Runnable() {});
ctx.channel().eventLoop().schedule(new Runnable() {}, 5, TimeUnit.SECONDS);
- ChannelFuture 监听机制
ChannelFuture cf = bootstrap.bind(6668).sync();
cf.addListener(new ChannelFutureListener() {
@Override
public void operationComplete(ChannelFuture channelFuture) throws Exception {
if (cf.isSuccess()) {
System.out.println("监听端口6668成功");
}
}
});
- http服务
主要是使用netty已经存在的handler,比如http编解码器:HttpServerCodec
- ChannelInitializer初始化里面加内置http处理器
pipeline.addLast(new HttpServerCodec());
- handler实现时继承内置channelInboundHandler
extends SimpleChannelInboundHandler<HttpObject>