Reactor主从模型你理解对了么？

Posted 2021-04-26 大帅的博客

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简单回顾reactor三种模型，以及论文参考

主从reactor模型的理解

本篇文章大概1800字，阅读时间大约8分钟，本文不长，简单复习，主要是对前面的一个总结，尤其是对主从模型的理解，对可能的疑问进行说明。

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简单回顾reactor模型

先看它的单词意思：

顾名思义，它的本质就是一个能及时对I/O事件进行反应的线程（进程），一般是写在循环里，类似：while(true){selector.select();...}，被一个线程驱动，它会源源不断的轮询出I/O事件，所以称作反应堆（reactor）很贴切。

常见的reactor模型有三类:

1.单线程模型

acceptor作为新连接的接受者，handler负责处理各个网络连接，它们都在一个线程中执行。看起来线程数很少，很高效，但是这个模型的缺陷是其中某个handler阻塞会导致其他所有的client的handler都得不到执行，并且更严重的问题是，当N个handler长时间阻塞，会导致整个服务不能接收新的外部请求(因为acceptor也被阻塞了)。因此单线程Reactor模型用的比较少。

2.多线程模型

多线程模型与单线程模型的区别是多线程reactor模型的acceptor是一个单独的线程，即Acceptor线程只用于监听客户端连接请求。具体的处理工作交给一组特定的NIO线程来负责各个客户端连接的I/O操作，每个客户端连接都与一个NIO线程绑定，因此在这个客户端连接中的所有I/O操作都是在同一个线程中完成。客户端连接有很多，但是NIO线程数比较少，一个NIO线程可以同时绑定到多个客户端连接中，它们属于一对多的关系

3.主从多线程模型

如果服务器需要同时处理海量的客户端连接，或需要在客户端连接时进行一些权限的检查，那么单线程的acceptor很有可能就处理不过来，造成大量的客户端不能连接到服务器。Reactor的主从多线程模型就是在这样的情况下提出的，它的特点是服务器接收客户端的连接请求不再是一个线程，而是由一个独立的线程池组成，同样的handler处理也由一个单独的NIO线程池负责。事实上，一般情况下Reactor的多线程模型已经可以很好的工作了，因为处理新连接的I/O线程做的事情非常轻量，把新连接封装扔给worker线程池就可以了，其他活儿不干，顶多加个登录验证，影响微不足道，故主从模型用的也不多，没必要。

Netty就是用的第二种——Reactor多线程模型，不要误以为Netty使用了Reactor主从模型。Netty是这样设计的：

1、一般情况下，服务器感兴趣的I/O事件一般分为新连接到达事件、某个连接上的I/O可读事件和I/O可写事件。Netty把新连接到达事件单独用一个线程处理，即充当主Reactor线程的角色，而I/O可读和I/O可写事件放到另外的一组NIO线程里处理，即从Reactor线程

2、这个从Reactor线程数量是怎么设置的呢？

Netty是将其默认的设置为了2倍的CPU核数个，主要是考虑到这些客户端连接上的任务都是I/O任务为主，属于I/O密集型操作，行业内经过验证的做法是将负责I/O密集型任务的线程池的大小设置为2倍CPU核数即够用了。如果涉及到不够用的情景，需要额外压测计算。

3、模型的运行规则：在运行时主Reactor只处理accept事件，新连接到来马上按照一定策略，将其转发给从Reactor线程池，在该线程池中按照策略挑选一个线程来处理这个新连接上的I/O事件，故主Reactor的开销非常小，也不会阻塞。而每个子Reactor可以管理多个网络连接，负责这些连接的I/O读和I/O写，因为是NIO，所以也不会阻塞，如果某连接上有非I/O的耗时业务逻辑，那么NIO线程在读到完整的网络消息后，将其丢给非I/O线程池处理，处理完后复杂业务逻辑的响应消息一般会放到一个响应队列，从Reactor会按照一定策略去处理响应队列，然后将消息写回客户端。

对应到JDK，也就是ServerSocketChannel只绑定到了Netty的bossGroup（NioEventLoopGroup）中的一个线程，因此在调用JDK的Selector.select处理客户端的连接请求时，实际上是在一个线程中处理的。所以对只有一个服务端口的应用，bossGroup设置多个线程也没有什么用，反而还会造成资源浪费，这也是一个编码原则——Netty boss线程一般就设置为1即可。

可以参考论文

http://www.dre.vanderbilt.edu/~schmidt/PDF/reactor-siemens.pdf

02

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对主从模型的理解

前面说了，单线程reactor模型，全程只有一个线程处理所有的客户端新连接，新连接上的I/O事件等，而多线程reactor模型是用一个线程去接收所有的客户端新连接，然后将读写的I/O事件注册到另外的I/O线程池中，进行单独处理。

这里重点说说主从reactor模型，它接收客户端新连接的也是一个I/O线程组，可以多个线程去接收客户端的链接，然后将新连接交给另外的I/O线程组去处理读写消息的逻辑。

其中，主从模式中的主，指的是每个I/O线程单独监听一个服务端口，是N对N的关系，绝对不能理解为是多个I/O线程同时监听一个服务端口

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