Netty线程模型总结

netty是一个异步的,事件驱动的基于NIO的高性能的网络应用程序框架,下面主要看看netty的线程模型.

Netty线程模型

1. netty的线程模型是基于reactor模式的一种实现
2. 如果服务只需要绑定一个端口（比如8888）,那么boss线程只需要一个线程，如果有多个才需要多个线程，一个NioEventLoop负责一个端口
3. 服务启动时会创建两个线程组 bossGroup 和 workGroup, 对应NioEventLoopGroup, 一个NioEventLoopGroup可以有多个 NioEventLoop，一个NioEventLoop 有一个 Thread 和 Selector.
4. boss线程组的acceptor线程处理accept事件,生成NioServerChannel 注册到 work线程组的某个 selecor上，由work线程处理连接上的读写事件。
5. selector负责轮询可读，可写事件，当有可读可写事件时调用channelpipeline的handler进行处理。
6. netty采用了串行化设计,channel的消息从读取、编码以及后续Handler的执行，始终都由一个IO线程EventLoop负责，减少线程上下文切换带来的开销，避免并发风险。

对比reactor模式

• NioEventLoop 相当于 reactor中的 Initiation Dispatcher  （初始分发器）
• ChannelHandler 相当于reactor中的 Event Handler  （事件处理者）
• Selector 相当于reactor中的 Synchronous Event Demultiplexer  （同步事件分离器）
• NioSocketChannel 相当于 ractor中的 handle （句柄或描述符）
• netty的线程模型类似于reactor的主从多reactor模式，只是从reactor其实有多个，一个NioEventLoop相当于一个reactor，负责一部分channel。而reactor的线程池对应于netty的用户自定义线程池。

Reactor模式

Reactor 是一种服务端应用处理IO事件的设计模式，目的是提高服务端程序的并发能力.

reactor结构

• Handle(句柄或描述符，在Windows下称为句柄，在Linux下称为描述符)：本质上表示一种资源(比如说文件描述符，或是针对网络编程中的socket描述符)，是由操作系统提供的；该资源用于表示一个个的事件，事件既可以来自于外部，也可以来自于内部；外部事件比如说客户端的连接请求，客户端发送过来的数据等；内部事件比如说操作系统产生的定时事件等。它本质上就是一个文件描述符，Handle是事件产生的发源地。
• Synchronous Event Demultiplexer(同步事件分离器)：它本身是一个系统调用，用于等待事件的发生(事件可能是一个，也可能是多个)。调用方在调用它的时候会被阻塞，一直阻塞到同步事件分离器上有事件产生为止。对于Linux来说，同步事件分离器指的就是常用的I/O多路复用机制，比如说select、poll、epoll等。在Java NIO领域中，同步事件分离器对应的组件就是Selector；对应的阻塞方法就是select方法。
• Event Handler(事件处理器)：本身由多个回调方法构成，这些回调方法构成了与应用相关的对于某个事件的反馈机制。在Java NIO领域中并没有提供事件处理器机制让我们调用或去进行回调，是由我们自己编写代码完成的。Netty相比于Java NIO来说，在事件处理器这个角色上进行了一个升级，它为我们开发者提供了大量的回调方法，供我们在特定事件产生时实现相应的回调方法进行业务逻辑的处理，即，ChannelHandler。ChannelHandler中的方法对应的都是一个个事件的回调。
• Concrete Event Handler(具体事件处理器)：是事件处理器的实现。它本身实现了事件处理器所提供的各种回调方法，从而实现了特定于业务的逻辑。它本质上就是我们所编写的一个个的处理器实现。
• Initiation Dispatcher(初始分发器)：实际上就是Reactor角色。它本身定义了一些规范，这些规范用于控制事件的调度方式，同时又提供了应用进行事件处理器的注册、删除等设施。它本身是整个事件处理器的核心所在，Initiation Dispatcher会通过Synchronous Event Demultiplexer来等待事件的发生。一旦事件发生，Initiation Dispatcher首先会分离出每一个事件，然后调用事件处理器，最后调用相关的回调方法来处理这些事件。Netty中ChannelHandler里的一个个回调方法都是由bossGroup或workGroup中的某个EventLoop来调用的。

 

reactor的三种实现

上图是单线程实现，一个线程负责所有事情

上图是线程池实现，将非IO事件交由线程池处理，reactor线程负责io事件

上图是主从reactor实现，主reactor负责接收链接，从reactor负责之后的io读写