Reactor模式简单实现与理解

Class Reactor:

/** * * 经典的网络服务在每个线程中完成对数据的处理：* 但这种模式在用户负载增加时，性能将下降非常的快。* 系统运行的性能瓶颈通常在I/O读写，包括对端口和文件的操作上，过去，在打 开一个I/O通道后，* read()将一直等待在端口一边读取字节内容，如果没有内容进来，read()也是傻傻的等，* 这会影响我们程序继续做其他事情，那 么改进做法就是开设线程，让线程去等待，但是这样做也是相当耗费资源（传统socket通讯服务器设计模式） 的。* * Java NIO非堵塞技术实际是采取Reactor模式，或者说是Observer模式为我们监察I/O端口，* 如果有内容进来，会自动通知我们，这样，我们就不必开启多个线程死等，从外界看，实现了流畅的I/O读写，不堵塞了。 * NIO 有一个主要的类Selector,这个类似一个观察者 ，只要我们把需要探知的 socketchannel告诉Selector,* 我们接着做别的事情，当有事件发生时，他会通知我们，传回一组SelectionKey,我们读取这些 Key,就会获得我们刚刚注册过的socketchannel,* 然后，我们从这个Channel中读取数据，放心，包准能够读到，接着我们可以处理这些数据。 * Selector内部原理实际是在做一个对所注册的channel的轮询访问 ，不断的轮询(目前就这一个算法)，一旦轮询到一个channel有所注册的事情发生，* 比如数据来了，他就会站起来报告，交出一把钥匙，* 让我们通过这把钥匙（SelectionKey 表示 SelectableChannel 在 Selector 中的注册的标记。 ）来读取这个channel的内容。 * * 反应器模式 * 用于解决多用户访问并发问题 * 举个例子：餐厅服务问题 * 传统线程池做法：来一个客人(请求)去一个服务员(线程) * 反应器模式做法：当客人点菜的时候，服务员就可以去招呼其他客人了，等客人点好了菜，直接招呼一声“服务员” */
public class Reactor implements Runnable{ //同步事件分离器，阻塞等待Handles中的事件发生public final Selector selector;  public final ServerSocketChannel serverSocketChannel;  public Reactor(int port) throws IOException{  selector=Selector.open();  serverSocketChannel=ServerSocketChannel.open();  InetSocketAddress inetSocketAddress=new InetSocketAddress(InetAddress.getLocalHost(),port);  serverSocketChannel.socket().bind(inetSocketAddress);  /** ServerSocketChannel可以设置成非阻塞模式。* 在非阻塞模式下，accept() 方法会立刻返回，如果还没有新进来的连接,返回的将是null。* 因此，需要检查返回的SocketChannel是否是null.*/serverSocketChannel.configureBlocking(false);  /** 向selector注册该serverSocketChannel* SelectionKey.OP_ACCEPT —— 接收连接继续事件，表示服务器监听到了客户连接，服务器可以接收这个连接了* SelectionKey.OP_CONNECT —— 连接就绪事件，表示客户与服务器的连接已经建立成功* SelectionKey.OP_READ —— 读就绪事件，表示通道中已经有了可读的数据，可以执行读操作了（通道目前有数据，可以进行读操作了）* SelectionKey.OP_WRITE —— 写就绪事件，表示已经可以向通道写数据了（通道目前可以用于写操作）* 这里 注意，下面两种，SelectionKey.OP_READ ，SelectionKey.OP_WRITE ，* 1.当向通道中注册SelectionKey.OP_READ事件后，如果客户端有向缓存中write数据，下次轮询时，则会 isReadable()=true；* 2.当向通道中注册SelectionKey.OP_WRITE事件后，这时你会发现当前轮询线程中isWritable()一直为ture，如果不设置为其他事件*/SelectionKey selectionKey=serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);  /** 利用selectionKey的attache功能绑定Acceptor 如果有事情，触发Acceptor* 该selectionKey为serverSocketChannel的selectionKey* attach的为new Acceptor(this)* 用于void dispatch(SelectionKey key)中获取key.attachment()* 将被本类中的run()方法的selectionKeys.clear(); 清空* 第二次的selector.selectedKeys();获取到的将会是socketChannel注册的OP_READ的selectionKey(attach的为SocketReadHandler)*/selectionKey.attach(new Acceptor(this));  }  @Override  public void run() {  try {  while(!Thread.interrupted()){  selector.select();  Set<SelectionKey> selectionKeys= selector.selectedKeys();  Iterator<SelectionKey> it=selectionKeys.iterator();  //Selector如果发现channel有OP_ACCEPT或READ事件发生，下列遍历就会进行。  while(it.hasNext()){  SelectionKey selectionKey=it.next();/** 第一次触发此方法，获取(OP_ACCEPT)selectionKey.attachment()为new Acceptor(this)* Acceptor run()方法里面为 new SocketReadHandler(reactor.selector, socketChannel);* 在SocketReadHandler构造方法中将socketChannel register到Selector,返回selectionKey* 再将该socketChannel的selectionKey attach(this); this represent new出来的SocketReadHandler* * 第二次触发此方法，获取(OP_READ)selectionKey.attachment()为new出来的SocketReadHandler* SocketReadHandler run()方法里面为 socketChannel.read(inputBuffer); 实际处理的逻辑代码*/dispatch(selectionKey);/** selectionKeys.clear();  将selectionKeys清空,* Acceptor类中的run()>>>new SocketReadHandler()构造方法中的 selector.wakeup()>>>再次触发selector.select();* Set<SelectionKey> selectionKeys= selector.selectedKeys();* 第一次遍历的selectionKeys里面只有一个就是OP_ACCEPT的selectionKey,attachment为Acceptor对象* 第二次遍历的selectionKeys里面只有一个就是OP_READ的selectionKey,attachment为SocketReadHandler对象*/selectionKeys.clear();  }  }  } catch (IOException e) {  e.printStackTrace();  }  }  /** * 运行Acceptor或SocketReadHandler */  void dispatch(SelectionKey key) {//本例第一次此方法执行key为serverSocketChannel注册的selectionKey,key.attachment()为Acceptor对象//本例第二次此方法执行key为socketChannel注册的selectionKey,key.attachment()为SocketReadHandler对象Runnable r = (Runnable)(key.attachment());    if (r != null){/** 第一次执行Acceptor的run(),run()方法将调用SocketReadHandler构造方法* 在SocketReadHandler构造方法中将向selector注册socketChannel,并attach(SocketReadHandler对象)* 第二次执行SocketReadHandler的run(),处理具体逻辑代码*/r.run();  }    }    }

Class Acceptor:

public class Acceptor implements Runnable{  private Reactor reactor;  public Acceptor(Reactor reactor){  this.reactor=reactor;  }  @Override  public void run() {  try {  /** ServerSocketChannel可以设置成非阻塞模式。* 在非阻塞模式下，accept() 方法会立刻返回，如果还没有新进来的连接,返回的将是null。* 因此，需要检查返回的SocketChannel是否是null.*/SocketChannel socketChannel=reactor.serverSocketChannel.accept(); /** 调用Handler来处理channel* 在SocketReadHandler构造方法中将socketChannel register到Selector,返回selectionKey* 再将该socketChannel的selectionKey attach(this); this represent new出来的SocketReadHandler*/if(socketChannel!=null) new SocketReadHandler(reactor.selector, socketChannel);  } catch (IOException e) {  e.printStackTrace();  }  }
}

Class SocketReadHandler :

public class SocketReadHandler implements Runnable{  private SocketChannel socketChannel;  public SocketReadHandler(Selector selector,SocketChannel socketChannel) throws IOException{  this.socketChannel=socketChannel;  socketChannel.configureBlocking(false);  SelectionKey selectionKey=socketChannel.register(selector, 0);  //将该socketChannel注册的SelectionKey绑定为本SocketReadHandler //下一步有事件触发时，将调用本类的run方法。    //参看dispatch(SelectionKey key)    selectionKey.attach(this);  //同时将SelectionKey标记为可读，以便读取。    selectionKey.interestOps(SelectionKey.OP_READ);    selector.wakeup();  }  /** * 处理读取数据 */  @Override  public void run() {  ByteBuffer inputBuffer=ByteBuffer.allocate(1024);  inputBuffer.clear();  try {  socketChannel.read(inputBuffer);  //激活线程池 处理这些request  //requestHandle(new Request(socket,btt));   } catch (IOException e) {  e.printStackTrace();  }  }
}

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