什么是 reactor 模式

news/2024/2/21 10:24:28

在网上看了很多reactor 模式,每个都是各有千秋,这里我写一下自己对reactor 模式感悟。


1. Reactor模式是什么

反应器设计模式(Reactor pattern)是一种为处理并发服务请求,并将请求提交到一个或者多个服务处理程序的事件设计模式。当客户端请求抵达后,服务处理程序使用多路分配策略,由一个非阻塞的线程来接收所有的请求,然后派发这些请求至相关的工作线程进行处理。

2.什么场景下使用Reactor模式?

对于高并发系统,常会使用Reactor模式,其代替了常用的多线程处理方式,节省系统的资源,提高系统的吞吐量。

3.Reactor模式简介

Reactor模式也叫反应器模式,大多数IO相关组件如Netty、Redis在使用的IO模式,为什么需要这种模式,它是如何设计来解决高性能并发的呢?

4. 多线程IO的致命缺陷

最原始的网络编程思路就是服务器用一个while循环,不断监听端口是否有新的套接字连接,如果有,那么就调用一个处理函数处理,类似:

while(true){socket = accept();handle(socket)}

这种方法的最大问题是无法并发,效率太低,如果当前的请求没有处理完,那么后面的请求只能被阻塞,服务器的吞吐量太低。

之后,想到了使用多线程,也就是很经典的connection per thread,每一个连接用一个线程处理,类似:

package com.crazymakercircle.iodemo.base;import com.crazymakercircle.config.SystemConfig;import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;class BasicModel implements Runnable {public void run() {try {ServerSocket ss = new ServerSocket(SystemConfig.SOCKET_SERVER_PORT);while (!Thread.interrupted())new Thread(new Handler(ss.accept())).start();//创建新线程来handle// or, single-threaded, or a thread pool} catch (IOException ex) { /* ... */ }}static class Handler implements Runnable {final Socket socket;Handler(Socket s) { socket = s; }public void run() {try {byte[] input = new byte[SystemConfig.INPUT_SIZE];socket.getInputStream().read(input);byte[] output = process(input);socket.getOutputStream().write(output);} catch (IOException ex) { /* ... */ }}private byte[] process(byte[] input) {byte[] output=null;/* ... */return output;}}
}

对于每一个请求都分发给一个线程,每个线程中都独自处理上面的流程。

tomcat服务器的早期版本确实是这样实现的。

  • 多线程并发模式,一个连接一个线程的优点是:

一定程度上极大地提高了服务器的吞吐量,因为之前的请求在read阻塞以后,不会影响到后续的请求,因为他们在不同的线程中。这也是为什么通常会讲“一个线程只能对应一个socket”的原因。另外有个问题,如果一个线程中对应多个socket连接不行吗?语法上确实可以,但是实际上没有用,每一个socket都是阻塞的,所以在一个线程里只能处理一个socket,就算accept了多个也没用,前一个socket被阻塞了,后面的是无法被执行到的。

  • 多线程并发模式,一个连接一个线程的缺点是:

缺点在于资源要求太高,系统中创建线程是需要比较高的系统资源的,如果连接数太高,系统无法承受,而且,线程的反复创建-销毁也需要代价。

改进方法是:

采用基于事件驱动的设计,当有事件触发时,才会调用处理器进行数据处理。使用Reactor模式,对线程的数量进行控制,一个线程处理大量的事件。


https://www.xjx100.cn/news/663772.html

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