Reactor 模型

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服务端如何处理请求：后端接收到一个请求，简化下会做以下四个操作：

  1. 建立连接
  2. 读取数据
  3. 业务操作
  4. 写回数据

Reactor的核心思想：Reactor 模式也叫 Dispatcher 模式，将关注的IO事件注册到多路复用器上，一旦有IO事件触发，将事件分发到事件处理器中，执行就绪IO事件对应的处理函数中。模型中有三个重要的组件：

  • Reactor：在一个单独的线程中运行，负责监听和分发事件，分发给适当的处理程序来对 IO 事件做出反应。
  • Handlers：处理程序执行IO事件要完成的实际事件，Reactor通过调度处理程序来响应IO事件，处理程序执行非阻塞操作。

Reactor模式演进

Reactor 模型取决于 Reactor 的数量和 Hanndler 线程数量的不同，Reactor 模型有 3 个变种：

  • 单线程Reactor模式：单Reactor单线程Hanndler
  • 多线程Reactor模式：单Reactor多线程Hanndler
  • 主从Reactor模式：主从Reactor多线程Hanndler

Reactor 就是一个执行 while (true) { selector.select(); …} 循环的线程，会源源不断的产生新的事件，称作反应堆很贴切。

单线程Reactor模式

单线程Reactor模式 : 建立连接，读取/写回数据和业务操作都在同一个Reactor线程中执行，虽然Reactor的读取写回不会造成阻塞，但是业务操作就很可能造成阻塞；并且单线程不能充分利用CPU多核优势，因此处理能力是有限的，对于小量连接情况下问题不大，对于大量链接情况下，单个NIO线程因处理能力有限会导致连接大量超时。

多线程Reactor模式

将非IO的业务逻辑操作从Reactor线程上卸载，以此来加速Reactor线程对IO请求的响应。

多线程Reactor模式：多线程模式下把业务操作（decode，compute，encode）等放到线程池中处理，保证Reactor线程不会阻塞，而Reactor仍为单个线程仍然要处理连接和读取/写回操作，其承担连接负载量上来时仍然承受很大压力（例如并发百万客户端连接，或者服务端需要对客户端握手进行安全认证，但是认证本身非常损耗性能）

主从Reactor模式

主从Reactor模式：相比多线程Reactor模式，主从Reactor模式下把IO读取/写回两个操作放在 从Reactor线程池 中执行， 主Reactor线程也就是Acceptor只负责建立连接，建立之后将其注册到 从Reactor线程 中，因此大大提高了负载能力。同时为了避免并发问题还要保证一个连接只能注册一个Reactor线程上

  • MainReactor负责客户端的连接请求，并将请求转交给 SubReactor
  • SubReactor负责相应通道的IO读写操作
  • 非IO请求（具体逻辑处理）的任务则会交由工作线程池处理

好处：因为subReactor也会执行一些比较耗时的IO操作，例如消息的读写，使用多个线程去执行，则更加有利于发挥CPU的运算能力，减少IO等待时间。

参考

Scalable IO in Java

Netty–Reactor模型的应用

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