Netty Reactor 模型之多線程模型

1. 前言

回顧上節(jié)，我們了解了什么是傳統(tǒng)堵塞 I/O 模型，什么是單 Reactor 單線程模型，以及它們的缺點(diǎn)，本節(jié)內(nèi)容主要是針對(duì)單 Reactor 單線程模型的缺點(diǎn)進(jìn)行升級(jí)，讓它的性能得到進(jìn)一步的提高。

2. 如何進(jìn)行優(yōu)化

首先，我們思考一下單 Reactor 單線程的性能瓶頸在哪里？

主要有以下兩個(gè)方面的性能上的缺點(diǎn)：

1. 整個(gè)流程處理都是單線程，包括：監(jiān)聽客戶端連接、分發(fā)客戶端請(qǐng)求、處理客戶端請(qǐng)求及響應(yīng)，整個(gè)流程非常的復(fù)雜和耗時(shí)，只有一個(gè)線程的話，如果客戶端數(shù)量比較多，那么將處理不過來(lái)；

2. 客戶端的監(jiān)聽、請(qǐng)求分發(fā)和業(yè)務(wù)處理耦合一起，業(yè)務(wù)處理將是一個(gè)未知的東西，如果這個(gè)業(yè)務(wù)很復(fù)雜需要連接數(shù)據(jù)庫(kù)，并且操作好幾張表，那么可能將會(huì)耗時(shí)相對(duì)的長(zhǎng)，那么將會(huì)影響其他的客戶端請(qǐng)求。

針對(duì)單 Reactor 單線程的兩個(gè)缺點(diǎn)，本節(jié)我們主要針對(duì)第二個(gè)缺點(diǎn)來(lái)進(jìn)行改造，其實(shí)一般提到線程模型的概念，一般都喜歡結(jié)合生活當(dāng)中的飯店經(jīng)營(yíng)模式這個(gè)俗套來(lái)進(jìn)行說明，可以加深同學(xué)們的印象。

1. 單 Reactor 單線程模型： 好比一個(gè)小飯館，老板既要招待客人又要炒菜，老板服務(wù)效率既然很低，掙的錢既然不會(huì)太多；

2. 單 Reactor 多線程模型： 老板專門招待客人，并且把客人的點(diǎn)菜傳達(dá)給后廚，后廚有多個(gè)廚師負(fù)責(zé)炒菜，這樣的話，炒菜的速度既然提高，客人也會(huì)覺得滿意；

3. 主從多線程模式： 雖然有多個(gè)廚師負(fù)責(zé)炒菜，但是前臺(tái)只要一個(gè)人在忙活，即使后廚炒菜速度很快，那么給客戶上菜的效率也會(huì)受到影響，如果客戶爆滿的話，服務(wù)員只能累死的份了，那怎么辦呢？增加服務(wù)員的人數(shù)不就解決問題了。

3. 單 Reactor 多線程模型

架構(gòu)圖說明：

1. Reactor 通過 Select 監(jiān)聽客戶端請(qǐng)求事件，受到事件之后它本身不負(fù)責(zé)處理，而是把事件轉(zhuǎn)發(fā)出去；

2. 如果是建立連接請(qǐng)求，則由 Acceptor 進(jìn)行處理；

3. 如果不是建立連接請(qǐng)求，則轉(zhuǎn)發(fā)給 Handler 負(fù)責(zé)處理；

4. Handler 也不負(fù)責(zé)處理具體的業(yè)務(wù)，而是通過 read () 方法讀取數(shù)據(jù)，然后再次分發(fā)給線程池去進(jìn)行處理；

5. 線程池會(huì)分配一個(gè)子線程去處理具體的業(yè)務(wù)，處理完成之后把結(jié)果返回給 Handler，并釋放連接給連接池。

模式的優(yōu)點(diǎn)：

1. 可以充分的利用多核 CPU 的資源，提高處理任務(wù)的性能；

2. 把業(yè)務(wù)處理從整個(gè)模型中剝離并丟給線程池去處理，避免某個(gè)業(yè)務(wù)處理或者某次業(yè)務(wù)處理太慢導(dǎo)致其他業(yè)務(wù)處理受到影響；

3. 相比傳統(tǒng) I/O 堵塞模型，如果一旦沒有客戶端發(fā)起請(qǐng)求，那么線程池將不會(huì)處于堵塞狀態(tài)，而是釋放并且可以處理其他的業(yè)務(wù)，對(duì)于性能調(diào)優(yōu)來(lái)說，最寶貴的就是線程資源，一旦線程資源得不到釋放，整個(gè)應(yīng)用將會(huì)卡掉。

模式的缺點(diǎn)：

1. 多線程之間的數(shù)據(jù)共享和訪問比較復(fù)雜，比如：Handler 給 Worker 線程分發(fā)數(shù)據(jù)；

2. Reactor 處理所有事件的監(jiān)聽、轉(zhuǎn)發(fā)、響應(yīng)，都是單線程，在高并發(fā)的情況下，負(fù)責(zé)處理業(yè)務(wù)的 Worker 可能正常，但是 Reactor 就會(huì)容易遇到性能瓶頸；

3. Reactor 如果一旦出現(xiàn)故障，那么整個(gè)通訊就會(huì)故障。

通過以上的分析，其實(shí)也是不推薦使用這種模式，除非客戶端數(shù)量比較少，類似局域網(wǎng)內(nèi)部的項(xiàng)目，但是我們還是需要了解整個(gè)模型是如何演變過來(lái)的，而不是一上來(lái)就講解最好的那個(gè)方案。只有把整個(gè)演變過程了解了，我們才能更好的了解整個(gè)線程模型可能存在的性能瓶頸在哪里。

4. 小結(jié)

本節(jié)核心掌握的知識(shí)點(diǎn)

1. 了解單 Reactor 單線程的弊端在哪里；

2. 通過線程池的方式去解決單 Reactor 單線程存在的缺點(diǎn)；

3. 通過飯館經(jīng)營(yíng)的案例來(lái)講解幾種 Reactor 線程模型的概念，讓大家更加容易理解；

4. 介紹了什么是單 Reactor 多線程模型，以及它的優(yōu)缺點(diǎn)是什么。