Netty 线程模型

一、线程模型概述

线程模型表明了代码的执行方式。从最开始的使用单线程，后来出现了多线程，之后是线程池。当有要执行的任务时，任务会被传到线程池，从线程池中获得空闲的线程来执行任务，执行完了后会将线程返回到线程池。

二、Reactor 模型

1.网络服务基本的步骤：

①读取请求  → ②解码请求  → ③处理请求  → ④编码响应  → ⑤发送响应

2.Reactor模型

(1)single threaded version

（图片摘自Doug Lea的pdf，链接参见文末）

在这个模型中，一个线程处理所有I/O相关的操作。acceptor接收来自客户端的TCP连接请求，建立连接后，通过dispatcher将消息（ByteBuffer）分发到各个handler（新的线程）上进行处理。这个模型无法满足高容量的需求，不停的穿建了新的线程来处理消息，耗尽系统资源。此外，当NIO线程负载较重之后，处理速度会变慢导致大量客户端连接超时，重新发送请求，导致CPU很快便会达到100。

(2)Multithreaded pattern

（图片摘自Doug Lea的pdf，链接参见文末）

这个版本上的变化，主要体现在分发到各个handler（worker thread）时，使用了线程池，这样避免创建过多的线程，控制线程数量，提高处理效率。 但是在个别场合，一个NIO线程负责监听和处理所有客户端连接（例如百万客户端连接）可能会存在性能问题。

(3)Multiple Reactor

（图片摘自Doug Lea的pdf，链接参见文末）

在这个模型中，主reactor选择一个线程作为acceptor线程，用于绑定监听端口，接收客户端连接。然后，Acceptor接收客户端请求后创建新的SocketChannel，注册到子reactor中进行握手等操作。最后，来到工作线程池，进行业务的操作。

三、Netty线程模型

1.接口EventLoop

 public interface EventLoop extends OrderedEventExecutor, EventLoopGroup {
     @Override
     EventLoopGroup parent(); // 这个方法，返回这个EventLoop所属的EventLoopGroup的引用
 }

在Netty中，多个EventLoop会被创建。其中的一个用来服务多个Channnel，另外的其他，会用来优化资源的使用。这句话的意思，联想代码部分，我们可以想到下面：

 EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);  //负责监听接口，处理客户端过来的连接请求
 EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(); //负责连接之后，通道的信息的传输

再看一下他的类的层次图（图摘自《Netty in action》）：

2.Netty 4中I/O 和 事件处理

事件多种多样，事件的本性决定了它本身如何被处理，例如：它可以从网络往应用里传输，也可相反，或是完全不同的一些事件。但是事件的处理逻辑要广泛和灵活，以至于可以处理任何的情况。因此，在Netty 4中所有I/O和事件的处理交给 指定到EventLoop上的thread来执行。这点与Netty 3不同。

3.Netty 3中I/O 和 事件处理

只有Inbound事件会被交给EventLoop来执行，而所有Outbound事件会由调用者线程来执行，可能是I/O线程，也可能是其他线程。因此，outbound端需要同步的操作。因为，五法保证多个线程不会同时操作outbound事件。

4.实现的细节

看下面流程，线程的管理：

任务执行前会进行判断，调用的线程是否是指定给EventLoop的线程。如果是同一个的话，直接执行任务；如果不是，将任务放进队列之中，等EventLoop再次处理它的任务。

这就解释了为什么在ChannelHandler中为什么不需要同步就可以让线程和Channel直接交互。

就写到这里了。。。能力一般，水平有限！希望以后多用到Netty，能更好的认知Netty。

参考资料：

http://gee.cs.oswego.edu/dl/cpjslides/nio.pdf

《Netty in action》