前言
对于Netty框架的学习
前置知识点：线程模型
目录
线程模型概述
在学习Netty线程模型之前，先要搞清楚各个线程模型的发展过程，再进行Netty线程模型的了解
现有的线程模型：
- 传统阻塞IO线程模型（也就是BIO）
- Reactor 模式
其中Reactor模式根据Reactor的数量和线程的数量可以分为三种：
- 单Reactor单线程
- 单Reactor多线程
- 主从Reactor多线程
Netty框架是基于主从Reactor多线程模型进行改进（多个主Reactor）
传统阻塞IO线程模型
传统阻塞IO也就是Java BIO
很简单，就是一个连接一个线程的模型
每一个连接都创建一个线程去处理，而且当完成连接，读取数据时，如果没有数据可读会阻塞线程
传统阻塞IO线程模型缺点：
- 对于高并发的环境，会创建很多线程，系统开销大
- 阻塞IO模式会造成线程浪费
Reactor基本思想
Reactor模式是对传统阻塞IO模型的一种改进
其中基本思想有两个：
-
基于 I/O 复用模型：多个连接共用一个阻塞对象，应用程序只需要在一个阻塞对象等待，无需阻塞等待所有连接。当某个连接有新的数据可以处理时，操作系统通知应用程序，线程从阻塞状态返回，开始进行业务处理
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基于线程池复用线程资源：不必再为每个连接创建线程，将连接完成后的业务处理任务分配给线程进行处理，一个线程可以处理多个连接的业务。
I/O 复用模型与线程池复用线程资源（基本思想）：
Reactor模式：对于多个Client请求，Reactor使用IO复用监听事件ServiceHandler处理多个请求（基于事件驱动），然后分发给某个线程
核心组件:
- Reactor：Reactor 在一个单独的线程中运行，负责监听和分发事件，分发给适当的处理程序来对 IO 事件做出反应。
它就像公司的电话接线员，它接听来自客户的电话并将线路转移到适当的联系人； - Handlers：处理程序执行 I/O 事件要完成的实际事件，类似于客户想要与之交谈的公司中的实际官员。Reactor
通过调度适当的处理程序来响应 I/O 事件，处理程序执行非阻塞操作
Reactor模式让我想起了Java IO 的发展：
伪异步IO就是线程池复用线程，NIO基于IO复用模型
这种思想体现在其他网络编程中
单Reactor单线程
前面写的群聊系统其实就是一个单Reactor单线程模式
我们的群聊系统中：
设置了Selector的select()方法负责监听（起到了Reactor的作用）
ServerSocketChannel监听端口号，连接实现accept方法
对于监听的事件进行了处理（使用的是方法，而不是创建对象）
handler对象中的处理方法read就是key.isReadable()判断处理事件
而且服务器仅在一个main线程中执行
优缺点：
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完成
缺点：
-
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
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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
适用场景：客户端数目有限，业务处理快的情况
单Reactor多线程
相对于单Reactor单线程，引进了一个线程池，分出线程来处理业务，Reactor线程仅负责接收连接和响应事件，具体事件有线程池分配的线程处理
具体的步骤：
- 多个客户端发出连接请求
- Reactor主线程中Reactor对象的select方法监控客户端请求事件，再由dispatch分发事件到相应的处理对象
- 如果是请求连接事件，分发到Acceptor，Acceptor通过accept方法处理连接请求，然后创建一个handle对象处理接下来会发生的事件（类似ServerSocket）
- 如果不是请求连接事件，dispatch分发到相应的handle对象中
- handle对象仅响应事件，通过read读取数据后，分发到Worker线程池相应的线程处理业务
- Worker线程池会分配线程处理业务，然后将结果返回handle
- handle对象send结果给客户端
大致的步骤就是这样，单Reactor多线程仅多了一个线程池，将业务的处理分割开
优缺点：
优点：可以充分利用到多核CPU
缺点：多线程数据共享和访问比较复，而且对于单Reactor单线程的性能问题并没有解决， Reactor 处理所有的事件的监听和响应，一样在高并发会出现性能问题
主从Reactor多线程
主从Reactor多线程模式与单Reactor多线程的区别在与将Reactor分为Reactor主线程和Reactor子线程
它将服务器分成了3层：Reactor主线程、Reactor子线程（可以多个）、线程池
这就解决了性能问题，Reactor主线程仅负责监听连接与连接事件，其他事件的处理交给Reactor子线程
具体步骤：
- 客户端发出连接请求
- Reactor主线程的MainReactor对象通过select方法监听连接事件，当有连接事件时，通过Acceptor对象处理连接
- Acceptor处理完连接后，MainReactor将连接分配给SubReactor
- SubReactor将连接加入连接队列，select方法监听事件，并创建handle处理事件
- 当有事件发生，SubReactor调用handle对象处理事件
- handle对象通过read读取数据，分发给Worker线程池处理业务
- Worker线程池分配独立的线程处理业务，并将结果返回给handle
- handle将结果send给客户端
- 如果Client过多，MainReactor可以关联多个SubReactor
优缺点：
优点：
- 父线程与子线程的数据交互简单职责明确，父线程只需要接收新连接，子线程完成后续的业务处理。
- 父线程与子线程的数据交互简单，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
总结
- 线程模型可以分为传统阻塞IO模型与Reactor模型
- Reactor模型的基本思想是：IO复用模型和线程池复用线程资源
- Reactor分为3种：单Reactor单线程模型、单Reactor多线程模型、主从Reactor多线程模型
- Netty是对主从Reactor多线程模型的修改，即可以多个Reactor主线程
