NIO與Reactor模型關(guān)系

NIO是非阻塞IO，而Reactor是基于NIO的一種設(shè)計(jì)模式。NIO是一種模型，一種思想，使用NIO實(shí)現(xiàn)。下面看Reactor模型具體設(shè)計(jì)。

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1. 可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)一個(gè)阻塞對(duì)象監(jiān)聽(tīng)多個(gè)鏈接請(qǐng)求
2. Reactor對(duì)象通過(guò)select監(jiān)聽(tīng)客戶(hù)端請(qǐng)求事件，通過(guò)dispatch進(jìn)行分發(fā)
3. 如果是建立鏈接請(qǐng)求，則由Acceptor通過(guò)accept處理鏈接請(qǐng)求，然后創(chuàng)建一個(gè)Handler對(duì)象處理完成鏈接后的各種事件
4. 如果不是鏈接請(qǐng)求，則由Reactor分發(fā)調(diào)用鏈接對(duì)應(yīng)的Handler來(lái)處理
5. Handler會(huì)完成Read->業(yè)務(wù)處理->send的完整業(yè)務(wù)流程

缺點(diǎn):
當(dāng)其中某個(gè) handler 阻塞時(shí)， 會(huì)導(dǎo)致其他所有的 client 的 handler 都得不到執(zhí)行， 并且更嚴(yán)重的是， handler 的阻塞也會(huì)導(dǎo)致整個(gè)服務(wù)不能接收新的 client 請(qǐng)求(因?yàn)?acceptor 也被阻塞了)。不能充分利用多核資源。
一個(gè)線(xiàn)程負(fù)載過(guò)重后，處理速度將變慢，這會(huì)導(dǎo)致大量客戶(hù)端連接超時(shí)，超時(shí)之后往往會(huì)進(jìn)行重發(fā)，這更加重了 NIO 線(xiàn)程的負(fù)載，最終會(huì)導(dǎo)致大量消息積壓和處理超時(shí)，成為系統(tǒng)的性能瓶頸。
一旦 NIO 線(xiàn)程意外跑飛，或者進(jìn)入死循環(huán)，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)通信模塊不可用，不能接收和處理外部消息，造成節(jié)點(diǎn)故障。

單Reactor多線(xiàn)程模式

添加了一個(gè)工作者線(xiàn)程池，并將非 I/O 操作從 Reactor線(xiàn)程中移出轉(zhuǎn)交給工作者線(xiàn)程池來(lái)執(zhí)行。這樣能夠提高 Reactor 線(xiàn)程的 I/O 響應(yīng)，不至于因?yàn)橐恍┖臅r(shí)的業(yè)務(wù)邏輯而延遲對(duì)后面 I/O 請(qǐng)求的處理。主要是將業(yè)務(wù)邏輯處理單獨(dú)分出來(lái)線(xiàn)程執(zhí)行，避免業(yè)務(wù)邏輯處理影響了I/O操作效率。

1. Reactor對(duì)象通過(guò)select監(jiān)聽(tīng)客戶(hù)端請(qǐng)求事件，收到事件后，通過(guò)dispatch分發(fā)
2. 如果是建立鏈接請(qǐng)求，則由Acceptor通過(guò)accept處理鏈接請(qǐng)求，然后創(chuàng)建一個(gè)Handler對(duì)象處理完成鏈接后的各種事件
3. 如果不是鏈接請(qǐng)求，則由Reactor分發(fā)調(diào)用鏈接對(duì)應(yīng)的Handler來(lái)處理
4. Handler只負(fù)責(zé)事件響應(yīng)不做具體業(yè)務(wù)處理
5. 通過(guò)read讀取數(shù)據(jù)后，分發(fā)到worker線(xiàn)程池處理，處理完成后返回給Handler，Handler收到后，通過(guò)send將結(jié)果返回給client

主從Reactor多線(xiàn)程

Reactor 線(xiàn)程池中的每一 Reactor 線(xiàn)程都會(huì)有自己的 Selector、線(xiàn)程和分發(fā)的事件循環(huán)邏
輯。mainReactor 可以只有一個(gè)，但 subReactor 一般會(huì)有多個(gè)。mainReactor 線(xiàn)程主要負(fù)責(zé)接收客戶(hù)端的連接請(qǐng)求，然后將接收到的 SocketChannel 傳遞給 subReactor，由 subReactor 來(lái)完成和客戶(hù)端的通信。

1. Reactor主線(xiàn)程MainReactor對(duì)象通過(guò)select監(jiān)聽(tīng)鏈接事件，通過(guò)Acceptor處理
2. 當(dāng)Acceptor處理鏈接事件后，MainReactor將鏈接分配給SubReactor
3. SubReactor將鏈接加入到隊(duì)列進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)，并創(chuàng)建Handler進(jìn)行事件處理
4. 當(dāng)有新事件發(fā)生時(shí)，SubReactor就會(huì)調(diào)用對(duì)應(yīng)的Handler處理
5. Handler通過(guò)read讀取數(shù)據(jù)，分發(fā)到worker線(xiàn)程池處理，處理完成后返回給Handler，Handler收到后，通過(guò)send將結(jié)果返回給client
6. Reactor主線(xiàn)程可以對(duì)應(yīng)多個(gè)Reactor子線(xiàn)程

Reactor模型與觀察者模式區(qū)別

觀察者模式也可以稱(chēng)為為 發(fā)布-訂閱 模式，主要適用于多個(gè)對(duì)象依賴(lài)某一個(gè)對(duì)象的狀態(tài)并，當(dāng)某對(duì)象狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，要通知其他依賴(lài)對(duì)象做出更新。是一種一對(duì)多的關(guān)系。當(dāng)然，如果依
賴(lài)的對(duì)象只有一個(gè)時(shí)，也是一種特殊的一對(duì)一關(guān)系。通常，觀察者模式適用于消息事件處理，
監(jiān)聽(tīng)者監(jiān)聽(tīng)到事件時(shí)通知事件處理者對(duì)事件進(jìn)行處理（這一點(diǎn)上面有點(diǎn)像是回調(diào)，容易與反
應(yīng)器模式和前攝器模式的回調(diào)搞混淆）。
reactor 模式，即反應(yīng)器模式，是一種高效的異步 IO 模式，特征是回調(diào)，當(dāng) IO 完成時(shí)，回調(diào)對(duì)應(yīng)的函數(shù)進(jìn)行處理。這種模式并非是真正的異步，而是運(yùn)用了異步的思想，當(dāng) IO 事件觸發(fā)時(shí)，通知應(yīng)用程序作出 IO 處理。模式本身并不調(diào)用系統(tǒng)的異步 IO 函數(shù)。

reactor 模式與觀察者模式有點(diǎn)像。不過(guò)，觀察者模式與單個(gè)事件源關(guān)聯(lián)，而反應(yīng)器模式則與多個(gè)事件源關(guān)聯(lián) 。當(dāng)一個(gè)主體發(fā)生改變時(shí)，所有依屬體都得到通知。

應(yīng)用場(chǎng)景

Reactor模型通常用于網(wǎng)絡(luò)模型中，進(jìn)行連接、讀操作、寫(xiě)操作且并發(fā)量高的服務(wù)中去進(jìn)行I/O事件時(shí)使用。例如在redis中、nginx中，都使用了Reactor模型來(lái)實(shí)現(xiàn)客戶(hù)端連接服務(wù)、讀寫(xiě)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)模型。當(dāng)我們自己提供了一個(gè)服務(wù)，且有大量客戶(hù)端與我們提供的服務(wù)進(jìn)行I/O操作時(shí)，可以考慮使用Reactor模型進(jìn)行I/O多路復(fù)用，來(lái)提高服務(wù)的I/O性能。

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