代码编织梦想

前言:通过前面对NIO的学习,今天我们来分析单Reactor单线程、单Reactor多线程和主从Reactor三种的实现方式以及各自的优缺点

1、单Reactor单线程

【方案说明】
1、Select是前面I/O复用模型介绍的标准网络编程API,可以实现应用程序通过一个对象监听多路连接的请求
2、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
3、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
4、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
5、Handler会完成Read->业务处理->send的完整业务流程

【优缺点分析】
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
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,很容易导致性能瓶颈;
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】:客户端数量有限,业务处理非常迅速,比如Redis在业务处理的时间复杂度为O(1)的情况

2、单Reactor多线程

【方案说明】
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分发调用连接对象的handler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线程池的某个线程进行业务处理
5、worker线程池会分配独立的线程完成真正的业务,并将结果返回给handler
6、Handler收到响应后,会调用send方法将结果返回给client

【优缺点分析】
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,在单线程运行中,在高并发的场景下容易出现性能瓶颈。

3、主从Reactor多线程

【方案说明】
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将连接加入到监听队列进行监听,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,分发给对应的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MainReactor可以有多个SubReactor

【优缺点分析】
优点:
1、父线程与子线程的数据交互简单责任明确,父线程只需要接受新连接,子线程完成后续的业务处理
2、父线程与子线程数据交互交单,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

【主从Reactor图例解析】
在这里插入图片描述
【3种模式用生活案例来理解】:
1、单Reactor单线程,前台接待员和服务生是一个人,全程为顾客服务,一个服务完之后服务下一个
2、单Reactor多线程,1个前台接待员和多个服务生,接待员只负责接待
3、主从Reactor,多个前台接待员和多个服务生

【Reactor模式具有如下的优点】:
1、响应快,不必为单个同步事件阻塞,虽然Reactor本身依然是同步的
2、可以最大程度的避免复杂的多线程和同步问题,并且避免了多线程/进程的切换开销
3、扩展性好,可以方便的通过增加Reactor实例个数来充分利用CPU资源
4、复用性好,Reactor模型本身与具体事件处理逻辑无关,具有很高的复用性

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