Java-技术专区-设计模式-reactor模式

Posted 2021-03-22 李博/Alexの技术海洋

模型:

        反应器模式做法是：汽车是乘客访问的主体（Reactor），乘客上车后，到售票员（acceptor）处登记，之后乘客便可以休息睡觉去了，当到达乘客所要到达的目的地后，售票员将其唤醒即可。

        反应器模式与观察者模式在某些方面极为相似：当一个主体发生改变时，所有依属体都得到通知。不过，观察者模式与单个事件源关联，而反应器模式则与多个事件源关联。

JDK中模式原型复现：

        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，接着我们可以处理这些数据。

        首先，仅仅是建立连接（socket），就占用了服务器的线程资源。如果客户端还没有发出相应的数据请求，那么服务器就要一直等待他们的数据流过来，然后再进行读取，如此往复 … … 一直都blocking。服务器处在一个高负荷状态中。

　　NIO出来之后，进入改革开放时期，有了这么几个角色，ServerSocketChannel,SelectionKey,Selector。

       这几个角色都是做什么用的呢？需要了解一下reactor模式（反应堆模式）。作为服务端，如果什么操作都要依赖于客户端，很多操作都阻塞，如上面的代码片段所示。reactor模式提供了一种很好的事件处理机制，以分离事件处理对象与事件之间的耦合。如下图示（详细请看参考资料（1））：

说明：

　　Acceptor就是我们Server端的主要任务消化者；

　　Initiation Dispatcher是事件（Event）的分发者；

　　HTTP Handler是具体操作人。

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        首先，在Initiation Dispatcher中注册一个acceptor

      （1：register Acceptor），这个Acceptor是跟事件绑定的，它仅仅关心某种事件（event）。Initiation Dispatcher不断地循环获取请求过来的事件

      （2：handle events），如果发现有对应Acceptor关心的事件

      （3：connect），通知Acceptor有事件发生

      （4：new connection）。 Acceptor针对此事件进行处理，创建了新的HTTP Handler

      （5：create handler））一轮事件获取和分发完成。

        那么handler是不是就抓住这个connection不放，然后一直苦苦等待数据流的到来呢？

　　不是的，它也是将自己和自己关心的事件注册到Initiation Dispatcher。如果Initiation Dispatcher在handle Events时发现了它关心的事件，那么就会交由它去进行相应处理。如下图示，在连接完成后，browser提交的get请求，handler的处理过程：

        这里面尤其要注意到，2：read ready，之后才read request，也就是说，handler在dispatcher中注册了自己关心的事件（READ）,然后在写的时候，也是类似情况。

        以上的过程就实现了非阻塞的处理方式，客户端的连接可以非阻塞（这是意思是，acceptor不必一直苦苦等候），然后对客户端过来的request内容，也是非阻塞（这里是不必苦苦等待其数据的到来），都是不必一直眼巴巴的看着那个连接，那些数据，而是如果有我关心的事件了，我再进行处理，期间完全相信Initiation Dispatcher就行了。

        这里有一点要注意，就是现在的reactor模式都是建立在操作系统的基础上实现的，不同的操作系统有不同的实现方式。而且都不支持多线程（针对Initiation Dispatcher而言）。