深入了解Netty【五】线程模型
引言
不同的线程模型对程序的性能有很大的影响,Netty是建立在Reactor模型的基础上,要搞清Netty的线程模型,需要了解一目前常见线程模型的一些概念。
具体是进程还是线程,是和平台或者编程语言相关,本文为了描述方便,以线程描述。
目前存在的线程模型有:
- 传统阻塞IO服务模型
- Reactor模型
- Proactor模型
1、传统阻塞IO服务模型
采用阻塞IO模型获取输入的数据。 每个连接需要独立的完成数据的输入,业务的处理,数据返回。
当并发数大的时候,会创建大量的线程,占用系统资源,如果连接创建后,当前线程没有数据可读,会阻塞,造成线程资源浪费。
2、Reactor模型
IO多路复用 线程池 = Reactor模型
根据Reactor的数量和处理线程的数量,Reactor模型分为三类:
- 单Reactor单线程
- 单Reactor多线程
- 主从Reactor多线程
下面分别描述。
2.1、单Reactor单线程
图中:
- Reactor中的select模块就是IO多路复用模型中的选择器,可以通过一个阻塞对象监听多路连接请求。
- 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。
- 如果是
建立连接
事件,则用Acceptor通过Accept处理连接请求,然后创建一个Handler对象,处理连接完成后的业务处理。 - 如果不是建立连接事件,则Reactor会分发调用连接对应的Handler处理。
- Handler会处理Read-业务-Send流程。
这种模型,在客户端数量过多时,会无法支撑。因为只有一个线程,无法发挥多核CPU性能,且Handler处理某个连接的业务时,服务端无法处理其他连接事件。
以前在学习Redis原理的时候,发现它内部就是这种模型:深入了解Redis【十二】Reactor事件模型在Redis中的应用
2.2、单Reactor多线程
图中多线程体现在两个部分:
- Reactor主线程
Reactor通过select监听客户请求,如果是连接请求
事件,则由Acceptor处理连接,如果是其他请求,则由dispatch找到对应的Handler,这里的Handler只负责响应事件,读取和响应,会将具体的业务处理交由Worker线程池处理。 - Worker线程池
Worker线程池会分配独立线程完成真正的业务,并将结果返回给Handler,Handler收到响应后,通过send将结果返回给客户端。
这里Reactor处理所有的事件监听和响应,高并发情景下容易出现性能瓶颈。
2.3、主从Reactor多线程
这种模式是对单Reactor的改进,由原来单Reactor改成了Reactor主线程与Reactor子线程。
- Reactor主线程的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。 - 当Acceptor处理完连接事件之后,MainReactor将连接分配给SubReactor。
- SubReactor将连接加入到连接队列进行监听,并创建handler进行事件处理。
- 当有新的事件发生时,SubReactor就会调用对应的handler处理。
- handler通过read读取数据,交由Worker线程池处理业务。
- Worker线程池分配线程处理完数据后,将结果返回给handler。
- handler收到返回的数据后,通过send将结果返回给客户端。
- MainReactor可以对应多个SubReactor。
这种优点多多,各个模块各司其职,缺点就是实现复杂。
3、Proactor模型
Proactor模型在理论上是比Reactor模型性能更好,但是因为依赖于操作系统的非阻塞异步模型,而linux的非阻塞异步模型还不完善,所以还是以Reactor为主。
总结
在学习这一部分知识的时候,想到redis中Reactor的应用,又想到了以前分析Tomcat源码时,其内部就是这种Reactor的思想。
突然感觉被我发现了一个天大的秘密:技术原理是通用的!
参考
Netty 系列之 Netty 线程模型
理解高性能网络模型
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