线程模型

传统阻塞I/O服务模型

1. 采用阻塞I/O模式获取输入的数据
2. 每个连接都需要独立的线程完成数据的输入，业务处理，数据返回

问题：
1. 并发数很大，就会创建大量线程，占用很大系统资源
2. 连接创建后，如果当前线程暂时没有数据可读，该线程会阻塞在read操作，造成线程资源浪费

Reactor模型

1. 基于I/O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等待,无需阻塞等待所有连接。当某个连接有新的数据可以处理时,操作系统通知应用程序,线程从阻塞状态返回,开始进行业务处理
2. 基于线程池复用线程资源:不必再为每个连接创建线程,将连接完成后的业务处理
3. 基于事件驱动
   

Reactor的核心组成

1. Reactor: Reacor在一个单独的线程中运行，负责监听和分发事件，分发给适当的处理程序来对I/O事件做处理
2. Handlers:处理程序执行I/O事件要完成的实际事件

根据Reactor的数量和处理资源池线程数量不同，有3种典型实现

1、单Reactor 单线程

1. relect是前面I/O复用模型介绍的标准网络编程APl,可以实现应用程序通过一个阻塞对象监听多路连接请求
2. Reactor对象通过 Select监控客户端请求事件,收到事件后通过 Dispatch进行分发
3. 如果是建立连接请求事件,则由 Acceptor通过 Accept处理连接请求,然后创建一个Handler对象处理连接完成后的后续业务处理
4. 如果不是建立连接事件,则 Reactor会分发调用连接对应的 Handler来响应
5. Handler会完成Read>业务处理>Send的完整业务流程

优缺点

优点:

1. 模型简单,没有多线程、进程通信、竞争的问题,全部都在一个线程中完成

缺点:

1. 性能问题,只有一个线程,无法完全发挥多核CPU的性能。 Handler在处理某个连接上的业务时,整个进程无法处理其他连接事件,很容易导致性能瓶颈；
2. 可靠性问题,线程意外终止,或者进入死循环,会导致整个系统通信模块不可用,不能接收和处理外部消息,造成节点故障

使用场景:

客户端的数量有限,业务处理非常快速,比如 Redis在业务处理的时间复杂度0(1)的情况

2、单Reactor多线程

在原来单reactor单线程的基础上将业务处理放到线程池种处理，从而避免了单线程的cpu利用问题

优点

1. 可以发挥cpu的多核处理能力

缺点

1. 多线程数据共享和访问比较复杂
2. reactor负责所有的事件监听和响应，高并发时容易出现性能瓶颈

3、主从Reactor多线程

在原来单reactor多线程的基础上，对reactor进行和主从和分工，主reactor负责连接，从reactor（可以多个）负责其他事件分发

优点

1. 父线程与子线程的数据交互简单职责明确,父线程只需要接收新连接,子线程完成后续的业务处理
2. 父线程与子线程的数据交互简单, Reactor主线程只需要把新连接传给子线程,子线程无需返回数据

缺点:

编程复杂度较高

Netty线程模型

基于主从Reactor多线程模型，并做了改进，其中主从Reactor多线程模型有多个Reactor

Netty线程模型简单理解

1. BossGroup线程维护Selector,只关注accept事件
2. 当接收到accept事件后，会创建对应的socketChannel,并封装成NIOSocketChannel,注册到WorkerGroup线程
3. 当worker线程监听到selector中的通道发生自己感兴趣的事情后，就调用handler进行处理

Netty线程模型再次理解

BossGroup中有多个NioEventLoop线程，循环监听事件

Netty线程模型详细理解