什么是Reactor模式

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这篇文章主要为大家展示了“什么是 Reactor 模式”，内容简而易懂，条理清晰，希望能够帮助大家解决疑惑，下面让丸趣 TV 小编带领大家一起研究并学习一下“什么是 Reactor 模式”这篇文章吧。

  思维导图
  思维导图   一、Reactor 模式介绍 1.1 什么是 Reactor 模式

Reactor 模式一般翻译成 反应器模式，也有人称为 分发者模式。它是将客户端请求提交到一个或者多个服务处理程序的设计模式。工作原理是由一个线程来接收所有的请求，然后派发这些请求到相关的工作线程中。

 1.2 为什么使用 Reactor 模式

在 java 中，没有 NIO 出现之前都是使用 socket 编程。socket 的接收请求是阻塞的，需要处理完一个请求才能处理下一个请求，所以在面对高并发的服务请求时，性能就会很差。

那有人就会说使用多线程（如下图所示）。接收到一个请求，就创建一个线程处理，这样就不会阻塞了。实际上这样的确是可以在提升性能上起到一定的作用，但是当请求很多的时候，就会创建大量的线程，维护线程需要资源的消耗，线程之间的切换也需要消耗性能。而且系统创建线程的数量也是有限的，所以当高并发时，会直接把系统拖垮。由于以上的问题，提出了 Reactor 模式。

基于 Java，Doug Lea（Java 并发包作者）提出了三种形式，单 Reactor 单线程，单 Reactor 多线程和多 Reactor 多线程。

  二、Reactor 模式的演进过程

在介绍三种 Reactor 模式前，先简单地说明三个角色：

Reactor：负责响应事件，将事件分发到绑定了对应事件的 Handler，如果是连接事件，则分发到 Acceptor。Handler：事件处理器。负责执行对应事件对应的业务逻辑。Acceptor：绑定了 connect 事件，当客户端发起 connect 请求时，Reactor 会将 accept 事件分发给 Acceptor 处理。

 2.1 单 Reactor 单线程
  工作流程

只有一个 select 循环接收请求，客户端（client）注册进来由 Reactor 接收注册事件，然后再由 reactor 分发（dispatch）出去，由下面的处理器（Handler）去处理。

  通俗解释

一个餐厅里只有一个既是前台也是服务员的人，负责接待客人，也负责把客人点的菜下达给厨师。

  单 Reactor 单线程的特点

单线程的问题实际上是很明显的。只要其中一个 Handler 方法阻塞了，那就会导致所有的 client 的 Handler 都被阻塞了，也会导致注册事件也无法处理，无法接收新的请求。所以这种模式用的比较少，因为不能充分利用到多核的资源。

这种模式仅仅只能处理 Handler 比较快速完成的场景。

 2.2 单 Reactor 多线程
  工作流程

在多线程 Reactor 中，注册接收事件都是由 Reactor 来做，其它的计算，编解码由一个线程池来做。从图中可以看出工作线程是多线程的，监听注册事件的 Reactor 还是单线程。

  通俗解释

相当于餐厅里有一个前台，多个服务员。前台只负责接待客人，服务员只负责服务客人。

  单 Reactor 多线程的特点

对比单线程 Reactor 模型，多线程 Reactor 模式在 Handler 读写处理时，交给工作线程池处理，不会导致 Reactor 无法执行，因为 Reactor 分发和 Handler 处理是分开的，能充分地利用资源。从而提升应用的性能。

缺点：Reactor 只在主线程中运行，承担所有事件的监听和响应，如果短时间的高并发场景下，依然会造成性能瓶颈。

 2.3 多 Reactor 多线程
  工作流程

1、mainReactor 负责监听客户端请求，专门处理新连接的建立，将建立好的连接注册到 subReactor。

2、subReactor 将分配的连接加入到队列进行监听，当有新的事件发生时，会调用连接相对应的 Handler 进行处理。

  通俗解释

相当于餐厅里有多个前台和多个服务员，前台只负责接待客人，服务员只负责服务客人。

  多 Reactor 多线程的特点

mainReactor 主要是用来处理客户端请求连接建立的操作。subReactor 主要做和建立起来的连接做数据交互和事件业务处理操作，每个 subReactor 一个线程来处理。

这样的模型使得每个模块更加专一，耦合度更低，能支持更高的并发量。许多框架也使用这种模式，比如接下来要讲的 Netty 框架就采用了这种模式。

  三、在 Netty 中的应用

Netty 可谓是框架中精品中的极品，要用一张图或者一段话来总结概括不太可能，所以下面我仅分析一下 Netty 框架的架构模型。在下一篇文章再继续深入探究 Netty。这个架构实际上跟多 Reactor 多线程模型比较像。

1、BossGroup 相当于 mainReactor，负责建立连接并且把连接注册到 WorkGroup 中。WorkGroup 负责处理连接对应的读写事件。

2、BossGroup 和 WorkGroup 是两个线程池，里面有多个 NioEventGroup(实际上是线程)，默认 BossGroup 和 WorkGroup 里的线程数是 cpu 核数的两倍（源码中有体现）。

3、每一个 NioEventGroup 都是一个无限循环，负责监听相对应的事件。4、Pipeline(通道) 里包含多个 ChannelHandler(业务处理)，按顺序执行。

以上是“什么是 Reactor 模式”这篇文章的所有内容，感谢各位的阅读！相信大家都有了一定的了解，希望分享的内容对大家有所帮助，如果还想学习更多知识，欢迎关注丸趣 TV 行业资讯频道！