一起学netty（7）netty的线程模型

在上一节《一起学netty（6）》的文章中，简要说明了用nio原生代码写程序的一些不足和问题，以及netty在nio的基础上大致做了那些工作。其中提到一点就是当活跃客户端的数量太多，单线程处理时所带来的问题，那么netty就对解决这个问题提供了多线程的解决方案。

netty的线程模型

实际上Netty线程模型就是Reactor模式的一个实现，而Reactor模式又是什么呢？

Reactor模式是基于事件驱动开发的，核心组成部分包括Reactor和线程池，其中Reactor负责监听和分配事件，线程池负责处理事件，而根据Reactor的数量和线程池的数量，又将Reactor分为三种模型:

单线程模型 (单Reactor单线程)
多线程模型 (单Reactor多线程)
主从多线程模型 (多Reactor多线程)

单线程模型

Reactor内部通过selector 监控连接事件，收到事件后通过dispatch进行分发，如果是连接建立的事件，则由Acceptor处理，Acceptor通过accept接受连接，并创建一个Handler来处理连接后续的各种事件,如果是读写事件，直接调用连接对应的Handler来处理Handler完成read->(decode->compute->encode)->send的业务流程，这种模型好处是简单，坏处却很明显，当某个Handler阻塞时，会导致其他客户端的handler和accpetor都得不到执行，无法做到高性能，只适用于业务处理非常快速的场景。这也和之前说的传统单线程nio程序是一样的。

多线程模型

主线程中，Reactor对象通过selector监控连接事件,收到事件后通过dispatch进行分发，如果是连接建立事件，则由Acceptor处理，Acceptor通过accept接收连接，并创建一个Handler来处理后续事件，而Handler只负责响应事件，不进行业务操作，也就是只进行read读取数据和write写出数据，业务处理交给一个线程池进行处理，线程池分配一个线程完成真正的业务处理，然后将响应结果交给主进程的Handler处理，Handler将结果send给client 。

单Reactor承当所有事件的监听和响应,而当我们的服务端遇到大量的客户端同时进行连接，或者在请求连接时执行一些耗时操作，比如身份认证，权限检查等，这种瞬时的高并发就容易成为性能瓶颈。

主从多线程模型

存在多个Reactor，每个Reactor都有自己的selector选择器，线程和dispatch，主线程中的mainReactor通过自己的selector监控连接建立事件，收到事件后通过Accpetor接收，将新的连接分配给某个子线程，子线程中的subReactor将mainReactor分配的连接加入连接队列中通过自己的selector进行监听，并创建一个Handler用于处理后续事件。Handler完成read->业务处理->send的完整业务流程。

Netty中的线程模型与Reactor的联系

Netty主要靠NioEventLoopGroup线程池来实现具体的线程模型的。

单线程模型

单线程模型就是只指定一个线程执行客户端连接和读写操作，也就是在一个Reactor中完成，对应在Netty中的实现就是将NioEventLoopGroup线程数设置为1，核心代码是：

 NioEventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup(1);
        ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
        bootstrap.group(group)
                .channel(NioServerSocketChannel.class)
                .channel(NioServerSocketChannel.class)
                .option(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)
                .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024)
                .childHandler(new ServerHandlerInitializer());

多线程模型

多线程模型就是在一个单Reactor中进行客户端连接处理，然后业务处理交给线程池，核心代码如下：

NioEventLoopGroup eventGroup = new NioEventLoopGroup();
ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
bootstrap.group(eventGroup)
        .channel(NioServerSocketChannel.class)
        .option(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)
        .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024)
        .childHandler(new ServerHandlerInitializer());

走进group方法可以发现我们平时设置的bossGroup和workerGroup就是使用了同一个group。

@Override
public ServerBootstrap group(EventLoopGroup group) {
    return group(group, group);
}

主从多线程模型

主从多线程模型是有多个Reactor，也就是存在多个selector，所以我们定义一个bossGroup和一个workGroup，核心代码如下：

NioEventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
NioEventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
bootstrap.group(bossGroup,workerGroup)
        .channel(NioServerSocketChannel.class)
        .option(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)
        .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024)
        .childHandler(new ServerHandlerInitializer());

参考：https://segmentfault.com/a/1190000007403873

最后

最后再截几张网上大牛总结的有关netty的线程模型的图，帮助大家理解和思考。