Reactor模式!
文章目录
- Reactor模式介绍
- 什么是Reactor模式 ?
- 为什么使用Reactor模式 ?
- Reactor模式的演进过程
- 单Reactor单线程
- 单Reactor多线程
- 多Reactor多线程
- 在Netty中的应用
Reactor模式介绍
什么是Reactor模式 ?
Reactor模式一般翻译为反应器模式,也有人称为分发者模式。它是将客户端请求
提交到一个或者多个服务处理程序的设计模式。工作原理是由一个线程来接收所有请求,
然后派发这些请求到相关的工作线程中。
为什么使用Reactor模式 ?
在Java中,没有NIO出现之前都是使用socket编程。socket的接收请求是阻塞的,需要处理完一个请求才能处理下一个请求,所以在面对高并发的请求时,性能就会很差。
那有人会说使用多线程接收到一个请求,就创建一个线程处理,这样就不会阻塞了。实际上这样确实可以在提示性能上起到一定的作用,但是当请求很多的时候,就会创建大量的线程,维护线程需要资源的消耗,线程之间的切换也需要消耗性能。而且系统创建线程的数量也是有限的,所以当高并发时,会直接把系统拖垮。
由于以上的问题,提出了Reactor模式
基于Java,DougLea(Java并发包)提出了三种形式,单Reactor单线程,单Reactor多线程和多Reactor多线程。
Reactor模式的演进过程
Reactor: 负责响应事件,将事件分发到绑定了对应事件的Handler,如果是连接事件,则分发到Acceptor。
Handler: 事件处理器,负责执行对应事件对应的业务逻辑。
Acceptor: 绑定了connect事件,当客户端发起connect请求时,Reactor会将accept事件分发给Acceptor处理。
单Reactor单线程
工作流程
只有一个select循环接收请求,客户端(client)注册进来由Reactor接收注册事件,
然后再由reactor分发(dispatch)出去,由下面的处理器(Handler)去处理。
通俗解释
一个餐厅里只有一个既是前台也是服务员的人,负责接待客人,也负责把客人点的菜下达给厨师。
特点
单线程的问题非常明显。只要其中一个Handler方法阻塞了,那就会导致所有的client的Handelr都被阻塞了,也会导致注册事件也无法处理,无法接收新的请求。所以这种模式用的比较少,因为不能充分利用带多核的资源。
这种模式仅仅只能处理Handler比较快速完成的场景。
单Reactor多线程
工作流程
在多线程Reactor中,注册接收事件都是由Reactor来做,其它的计算,编解码由一个线程池
来做。从图中可以看出工作线程是多线程,监听注册事件的Reactor还是单线程。
通俗解释
相当于餐厅里有一个前台,多个服务员。前台负责接待客人,服务员只负责服务客人。
特点
对比单线程Reactor模型,多线程Reactor模式在Handler读写处理时,交给工作线程池处理。不会导致Reactor无法执行,因为Reactor分发和Handler处理时分开的,能充分利用资源。从而提升性能。
缺点: Reactor只在主线程运行,承担所有事件的监听和响应,如果短时间的高并发场景下,依然会造成性能瓶颈。
多Reactor多线程
工作流程
mainReactor负责监听客户端请求,专门处理新连接的建立,将建立好的连接注册到subReactor。
subReactor将分配的连接加入到队列进行监听,当有新的事件发生时,会调用连接相
对应的Handler进行处理。
通俗解释
相当于餐厅里多个前台和多个服务员,前台负责接待客人,服务员只负责服务客人。
特点
mainReactor主要是用于处理客户端请求连接建立的操作。subReactor主要做和建立起来的连接做数据交互和事件业务处理操作,每个subReactor一个线程来处理。
这样的模型使得每个模块更加专一,耦合度更低,能支持更高的并发量。许多框架也使用这种模式,例如Netty。
在Netty中的应用
这个架构实际上跟多Reactor多线程模型很像。
- BossGroup相当于mainReactor,负责建立连接并且把连接注册到WorkGroup中。
WorkGroup负责处理连接对应的读写事件。
BossGroup和WorkGroup是两个线程池,里面有多个BioEventGroup(实际上是线程),默认BossGroup和WorkGroup里的线程数是cpu核数的两倍。
每个NioEventGroup都是一个无限循环,负责监听相对应的事件。
Pipeline(通道)里包含多个ChannelHandler(业务处理),按顺序执行。
认BossGroup和WorkGroup里的线程数是cpu核数的两倍。
每个NioEventGroup都是一个无限循环,负责监听相对应的事件。
Pipeline(通道)里包含多个ChannelHandler(业务处理),按顺序执行。
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