详解Reactor模型
Reactor线程模型详解
简介
一、单Reactor单线程
二、单Reactor多线程
三、主从Reactor多线程
简介
在目前的线程模型中一种是传统阻塞的I/O模型,一种是Reactor线程模型。Reactor模型根据Reactor的数量和处理资源线程池的数量不同又分为三种Reactor线程模型:
- 单Reactor单线程
- 单Reactor多线程
- 主从Reactor多线
Reactor模型的核心是:Reactor+Handles。Reactor在一个单独的线程中运行,负责监听和分发事件,将接收到的io事件交给不同的Handle来处理响应。Handles是处理程序执行I/O事件的实际操作,Reactor通过调度适当的Handles来处理io事件。
目前常用的Netty、Redis、Memcached、Nignx都是基于Reactor模式实现的。
其下面我们分别介绍这几种线程模型。
一、单Reactor单线程
原理图:
流程:
1. 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。
2. 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。
3. 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
4. Handler 会完成 Read→业务处理→Send 的完整业务流程。
优点:
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,很容易导致性能阻塞。
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。java原生nio就是这个模型。
二、单Reactor多线程
原理图:
流程:
1. 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。
2. 如果建立连接请求, 则由Acceptor 通过accept 处理连接请求, 然后创建一个Handler对象处理完成连接后的各种事件。
3. 如果不是连接请求,则由reactor分发调用连接对应的handler 来处理。
4. handler 只负责响应事件,不做具体的业务处理, 通过read 读取数据后,会分发给后面的worker线程池的某个线程处理业务。
5. worker 线程池会分配独立线程完成真正的业务,并将结果返回给handler。
6. handler收到响应后,通过send 将结果返回给client。
优点:
可以充分的利用多核cpu 的处理能力。
缺点:
多线程数据共享和访问比较复杂, reactor 处理所有的事件的监听和响应,在单线程运行, 在高并发场景容易出现性能瓶颈.。
三、主从Reactor多线程
原理图:
流程:
1. Reactor主线程 MainReactor 对象通过select 监听连接事件, 收到事件后,通过Acceptor 处理连接事件。
2. 当 Acceptor 处理连接事件后,MainReactor 将连接分配给SubReactor 。
3. subreactor 将连接加入到连接队列进行监听,并创建handler进行各种事件处理。
4. 当有新事件发生时, subreactor 就会调用对应的handler处理。
5. handler 通过read 读取数据,分发给后面的worker 线程处理。
6. worker 线程池分配独立的worker 线程进行业务处理,并返回结果。
7. handler 收到响应的结果后,再通过send 将结果返回给client。
8. Reactor 主线程可以对应多个Reactor 子线程, 即MainRecator 可以关联多个SubReactor。
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。
应用场景:
这种模型在许多项目中广泛使用,包括 Nginx 主从 Reactor 多进程模型,Memcached 主从多线程,Netty 主从多线程模型的支持。
原文地址:https://www.cnblogs.com/Maarten/p/15313801.html
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