一、Reactor三種線程模型

1.1、單線程模型

? ? ? ?單個線程以非阻塞IO或事件IO處理所有IO事件，包括連接、讀、寫、異常、關(guān)閉等等。單線程Reactor模型基于同步事件分離器來分發(fā)事件，這個同步事件分離器，可以看做是一個單線程的while循環(huán)。下圖描述了單線程模型的處理過程，看起來與網(wǎng)上大部分資料的圖片不同，但本質(zhì)是相同的。

? ? ? ?注意上面的Selector之所以會有OP_ACEEPT事件，是因為在單線程模型中，Selector輪詢的是監(jiān)聽套接字與已連接客戶端套接字的所有IO事件。

? ? ? ?單線程處理所有IO事件的弊端很明顯。沒能利用計算機CPU多核的特性，一個線程某個時刻只能處理單個IO事件，此時如果有其他描述符有IO事件就緒（如來了一個新的連接），這些IO事件將暫時得不到處理。

? ? ? ?C++框架libevent中，基于event_base_loop做消息輪詢，使用event_base_dispatch來分發(fā)IO消息，本質(zhì)上是對上述模型的封裝。如果不使用evthread_use_pthreads，則其默認就是單線程模型處理請求。

1.2、多線程模型

? ? ? ?一個線程/進程接收連接、一組線程/進程處理IO讀寫事件。也就是將accept的線程與處理讀、寫等IO事件的線程分離，并且使用m多個線程以非阻塞IO或者事件IO來處理n個套接字的IO事件，這里的n一般遠大于m，線程數(shù)m一般取CPU邏輯核心數(shù)的1-3倍，而套接字數(shù)n則取決于請求數(shù)和進程可以打開的最大描述符個數(shù)。下圖是多線程模型

? ? ? ?可以看到，這里把客戶端的已連接套接字，轉(zhuǎn)交給某個IO線程之后，由此線程輪詢處理其之后的所有IO事件，這實際參考了netty4的線程模型設(shè)計。實際reactor的多線程模型，并不需要將已連接套接字綁定在某個線程上，也可以統(tǒng)一放在連接池中，由多個IOWork線程從池中取連接進行輪詢并處理，但這樣會復雜很多，而且容易出問題，比如說不同線程從同一個channel收到了write事件，這就類似驚群問題了；并且多線程并發(fā)操作同一個channel，后續(xù)很可能需要你將IO事件進行同步，與其如此，不如直接將channel綁定到一個線程，讓channel上觸發(fā)與處理IO事件邏輯上同步。netty3中channel（已連接套接字）入站事件由固定線程處理，出站事件由觸發(fā)的線程處理，netty4中修改了設(shè)計，將channel綁定到固定的eventloop（線程）。

? ? ? ?另外一點，每個已連接套接字的IO事件由固定線程處理，不代表事件也一定由此線程觸發(fā)，恰恰相反，實際業(yè)務中，讀（入站）事件來自于客戶端寫數(shù)據(jù)觸發(fā)，而寫（出站）事件往往由別的線程觸發(fā)，例如在發(fā)起一個異步mysql操作完成之后，在異步回調(diào)線程中寫結(jié)果數(shù)據(jù)來觸發(fā)套接字的出站。

1.3、從多線程模型

? ? ? ?一組線程/進程接收連接、一組線程/進程處理IO讀寫事件。它與多線程模型的主要區(qū)別在于其使用一組線程或進程在一個共享的監(jiān)聽套接字上accept連接。這么做的原因是為了應付單個線程/進程不足以快速處理內(nèi)核中監(jiān)聽套接字的已連接套接字隊列（并發(fā)量極大）的情況。如下：?

? ? 主從多線程模型，有可能引起驚群效應。不過這個問題已經(jīng)漸漸被規(guī)避，內(nèi)核可以保證連接只被唯一一個accept調(diào)用所獲取，其余對此連接的accept調(diào)用將失敗。

二、Netty支持的線程模型

? ? ? ?Netty支持單線程、多線程模型、主從多線程模型。但經(jīng)本人多次測試、調(diào)試發(fā)現(xiàn)，ServerBootstrap默認不會使用主從多線程模型。雖然server支持設(shè)置EventLoopGroup（多個EventLoop）。但實際對于一個本地地址（IP+端口）進行accept，netty只會綁定到一個EventLoop上，故只會創(chuàng)建一個線程處理。

? ? ? ?按本人的理解，Boss EventLoopGroup（Master EventLoopGroup，參數(shù)nThreads不為1）的作用主要用在對共享的監(jiān)聽套接字或者多個本地地址監(jiān)聽，對多個本地地址進行監(jiān)聽一般表示一個JVM中有多個server，即有多個ServerBootStrap，這時，Boss EventLoopGroup可以通過共享給這多個ServerBootStrap起到作用（創(chuàng)建多個boss/master Thread）。

? ? ? ?以下面的代碼為例MASTER_THREAD_CNT為4，但netty實際只會使用第一個EventLoop，只會給第一個EventLoop創(chuàng)建線程。

?

調(diào)試跟蹤源碼，可以明白netty的邏輯。
在ServerBootstrap繼承的initAndRegister方法中，調(diào)用MultithreadEventLoopGroup#register方法，此方法調(diào)用this.next獲取當前索引的下一個（索引位0，即是第一個）EventLoop。

然后register方法進一步調(diào)用register方法，在register中執(zhí)行eventLoop.execute，這里才會真正為監(jiān)聽套接字創(chuàng)建第一個輪詢線程。

?

? ? ? ?問題就在于在ServerBootstrap上調(diào)用bind方法，初始化監(jiān)聽socket并綁定EventLoop時，是調(diào)用的next方法。因此netty只會初始化第一個MasterEventLoop，如果想將MasterEventLoopGroup中的每個EventLoop都初始化，很顯然，需要重復綁定多個監(jiān)聽套接字或者多次綁定一個可共享的套接字。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Reactor三种线程模型与Netty线程模型的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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