Netty源碼學習（2）-- Reactor模式

網絡服務的基本服務：

讀請求--> 解碼請求 --> 處理服務器 --> 響應編碼 --> 發送響應

傳統的服務設計：

每一個handler需要一個線程進行處理。所以當連接數特別大的時候，傳統的方式會非常耗費資源。

Divide and Conquer

一種新的設計思路是將這一個大的任務變成多個小的任務，而Java中支持兩種機制：Non-blocking讀寫和dispatch任務分發。所以我們可以考慮將一個大任務分解成多個非阻塞事件。比如我們可以使用read handler和write handler來處理讀寫事件，這樣無論多少個鏈接，讀寫操作可以只用兩個線程進行執行。

Reactor模式

reactor：通過分發給合適的處理器來響應IO事件，類似於AWT中的Thread（本質就是線程，netty中的EventLoop）

handlers：用來處理非阻塞操作，類似於AWT中的ActionListeners

管理：通過將handler綁定在事件上，類似於AWT中的addListener

單線程react版本：

reactor這個線程不斷調用selector.select()方法，當拿到一個準備好的事件key之後（SelectionKey）,通過調用key.attachment()拿到這個事件上對應的一個runnable對象（以Acceptor為例）, 調用acceptor方法，acceptor中的run方法將socket和channel傳遞給一個handler，由handler自己進行處理。

問題：單線程情況下worker的阻塞會直接導致reactor分發變慢，同時各個worker之間也會有相互影響。考慮將非IO處理移交給其他線程。對於reactor也能採用多線程模式。

多線程版本：

在分發至handler中，handler通過線程池拿到線程進行處理。

多Reactor版本：

mainReactor就是netty中的bossGroup，subReactor就是workerGroup，main只將事件分發給不同的sub，每個sub再鏈接相應的事件。

Reactor模擬的構成：

1. handle（句柄描述符）：本質上是一種資源，表示一個個事件，如文件描述符，針對網絡編程中的socket描述符。事件既可以來自於外部，也可以來自於內部。linux下就是一個文件描述符。handle是事件產生的發源地。
2. Synchronous Event Demultiplexer: 本身是一個系統調用，用於等待事件的發生，可能是一個，也可能是多個。調用時被阻塞，有事件才會繼續。Linux中的select，poll，和epoll就是這種模式。對應NIO中的selector。
3. EventHanlder: 本身由多個回調方法構成，這些回調方法構成了對某個事件的反饋。NIO中沒有這個角色，但是netty進行了改進。
4. Concrete Event handler：具體的事件處理器，用戶一般繼承eventHandler，實現回調方法，實現自己的功能。
5. Initiation Dispatcher：就是eventLoop(Reactor)，它定義了一些規範，規範用於控制事件的調度方式，同時又提供了應用進行事件處理的註冊、刪除等措施。它等待Synchronous Event Demultiplexer事件的發生，事件發生後，它會分離每一個事件，然後得到handler，調用其中的回調方法。

流程：

首先Initiation Dispatcher啟動，並將handler進行註冊，每個handler都會帶一個感興趣的事件handle。註冊完畢後Synchronous Event Dispatcher啟動，監聽事件發生（select）。事件發生後拿到對應的handle，然後找到具體handler，調用其中對應的回調方法。

詳解：

1. 當應用向Initiation Dispatcher註冊具體的事件處理器時（註冊handler），同時回標出發生哪個事件時會調用這個handler，同時事件會和handle相關聯。
2. Initiation Dispatcher會要求處理器傳遞關聯的handle。該handle向操作系統標識除了事件處理器。
3. 當事件處理器註冊完畢後，會調用handle_events方法來啟動Initiation Dispatcher的事件循環。這時，Initiation Dispatcher會將每個事件管理器的handle合併起來，同時等待事件的發生。
4. 當事件ready時，Synchronous Event Demultiplexer會通知Initiation Dispatcher。
5. Initiation Dispatcher觸發事件的回調方法，相應這個handle，拿到對應的handler，調用回調方法。

以客戶都鏈接服務器，服務器打印客戶端ip為例。首先新建一個Socket監聽端口8899，這裡的socket就是一個handle。接下來，我們新建一個handler，裡面有一個函數接受handle(這裡就是socket)作為參數，然後打印這個socket對應的ip。我們將handle和我們自己的handler進行關聯，同時將handle註冊到Initiation Dispatcher中，同時標註我們對connect事件感興趣。然後Synchronous Event Demultiplexer會不斷循環，知道有一個客戶端進行了鏈接，連接之後我們Synchronous Event Demultiplexer通知Initiation Dispatcher這個事件（handle）ready了，同時因為這個handle有對應的handler，我們拿到handler，調用其中的方法，打印socket的ip即可。

本文出自知乎

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