netty - 线程模型 reactor

Posted 2022-12-10 better_hui

目录

线程模型

1、传统IO服务模型

2、Reactor模式

reactor

三种模式：

总结

netty模型

执行流程简述

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线程模型

1、传统IO服务模型

阻塞的IO模式获取输入数据，每个链接需要独立的线程完成数据传输及处理

当并发数较大时，创建大量线程，占用系统资源；线程创建后如无数据读写，将被阻塞

 

2、Reactor模式

reactor

针对传统的IO模型的两个缺点，解决方案：

a、基于IO多路复用模型：多个连接共用一个阻塞对象。应用程序只需要在一个阻塞对象上等待，无需阻塞所有对象

b、基于线程池复用线程资源：不再为每个连接创建线程，将连接完成后的业务处理任务分配给线程池处理

IO多路复用结合线程池 就是reactor模型的基本思想 ， 其核心组成：

 a、reactor : 在一个单独线程中运行，负责监听和分发事件，如上图中servicehandler(EventDispatch)

b、handlers: 具体执行IO事件

三种模式：

1、单reactor单线程

 

reactor/handler ， 均运行在一个线程里.

优点： 没有线程竞争

缺点：扛不住高并发 、可靠性问题，线程以外终止或者进入死循环

应用：客户连接数量有限；业务处理非常快速

2、单reactor多线程

 

针对单线程并发性的问题，衍生出来了单reactor多线程模型。

1、单reactor负责监听、建立连接、读写IO

2、业务逻辑线程池负责处理具体的IO读写及业务逻辑

优点：充分利用计算机多核的性能，能够抗住相对较高的并发

缺点：单reactor，在超高并发的场景中，会成为瓶颈。因为reactor负责 监听 、连接、读写IO 三个工作，这块是单线程串行的。

3、主从reactor多线程

 

为了应对超高的并发，我们在reactor单线程运行的的基础上继续优化，拆分reactor的工作：

1、主reactor 负责监听和连接 ， 这两步工作是非常快速的

2、从reactor负责读写IO数据

3、业务逻辑线程池负责处理业务逻辑

总结

单reactor单线程 ：小饭馆 , 前台、厨师、服务员是一个人，从点餐、做饭、端饭上桌是串行的

单reactor多线程： 大一些的饭馆，前台、厨师是一个人，服务员是一群人 ， 上饭的速度快了一些

主从reactor多线程：五星级饭店：前台一个人，厨师一群人、服务员是一群人，上饭的速度嗖嗖的

优点：

1、响应快，不必所有线程均阻塞等待，而是共用一个阻塞对象

2、扩展性能好，可以扩展从reactor的数量，充分利用cpu资源

3、复用性好，reactor模型本身与具体事件处理逻辑无关，具有很高的复用性。

netty模型

netty的线程模型是基于主从reactor多线程模式的，并在此基础上做了一定程度上的优化：

1、BossGroup线程池维护主Selector , 只关注accecpt

2、当接收到accept事件后，获得对应的SocketChannel，封装成NiosocketChannel 注册到Worker线程循环

3、worker线程监听到自己感兴趣的时间后，交由handler处理

 

netty的线程模型中主从reactor都是在线程池里的，这是相对reactor的改进

 

执行流程简述

 

1、netty抽象出两个线程池：BossGroup负责监听和建立连接 ；WorkerGroup 负责网络IO的读写

2、BossGroup 和 WorkerGroup 类型都是NioEventLoopGroup , 相当于一个事件循环组，这个组中含有多个事件循环，每一个事件循环都是NioEventLoop

3、NioEventLoop表示一个selector , 用户监听绑定在骑上的socket网络通讯

4、每一个Boos NioEventLoop循环执行3步：

a、轮询accept事件

b、建立连接，生成NioSocketChannel，并注册到workerGroup上

c、处理任务队列中的任务，即RunAllTasks

5、每个Worker NioEventLoop循环执行3步：

a、轮询读写时间

b、处理IO时间，在对应的NioSocketChannel上处理

c、处理任务队列的任务，即RunAllTasks