Reactor模型详解:单Reactor多线程与主从Reactor多线程

单Reactor多线程

网络模型图:

图片来源:https://blog.csdn.net/weixin_43326401/article/details/104202424

消息处理流程:

  1. Reactor对象通过epoll监控连接事件,收到事件后通过回调函数进行转发。
  2. 如果是连接建立的事件,则由acceptor接受连接,并创建handler处理后续事件。
  3. 如果不是建立连接事件,如read事件,则Reactor会分发调用Handler来响应。
  4. handler会完成read->业务处理->send的完整业务流程。

单Reactor单线程模型只是在代码上进行了组件的区分,但是整体操作还是单线程,不能充分利用硬件资源。handler业务处理部分没有异步。

对于一些小容量应用场景,可以使用单Reactor单线程模型。但是对于高负载、大并发的应用场景却不合适,主要原因如下:

  1. 即便Reactor线程的CPU负荷达到100%,也无法满足海量消息的编码、解码、读取和发送。
  2. 当Reactor线程负载过重之后,处理速度将变慢,这会导致大量客户端连接超时,超时之后往往会进行重发,这更加重Reactor线程的负载,最终会导致大量消息积压和处理超时,成为系统的性能瓶颈。
  3. 一旦Reactor线程意外中断或者进入死循环,会导致整个系统通信模块不可用,不能接收和处理外部消息,造成节点故障。

为了解决这些问题,演进出单Reactor多线程模型。

 

 

主 - 从Reactor多线程

主 - 从 reactor 模式

下面的这张图描述了主 - 从 reactor 模式是如何工作的。
主 - 从这个模式的核心思想是,主反应堆线程只负责分发 Acceptor 连接建立,已连接套接字上的 I/O 事件交给 sub-reactor 负责分发。其中 sub-reactor 的数量,可以根据 CPU 的核数来灵活设置。
比如一个四核 CPU,我们可以设置 sub-reactor 为 4。相当于有 4 个身手不凡的反应堆线程同时在工作,这大大增强了 I/O 分发处理的效率。而且,同一个套接字事件分发只会出现在一个反应堆线程中,这会大大减少并发处理的锁开销。
 

 

 

主反应堆线程一直在感知连接建立的事件,如果有连接成功建立,主反应堆线程通过 accept 方法获取已连接套接字,接下来会按照一定的算法选取一个从反应堆线程,并把已连接套接字加入到选择好的从反应堆线程中。
主反应堆线程唯一的工作,就是调用 accept 获取已连接套接字,以及将已连接套接字加入到从反应堆线程中。不过,这里还有一个小问题,主反应堆线程和从反应堆线程,是两个不同的线程,如何把已连接套接字加入到另外一个线程中呢?更令人沮丧的是,此时从反应堆线程或许处于事件分发的无限循环之中,在这种情况下应该怎么办呢?

推出主 - 从Reactor多线程

如果说主 - 从 reactor 模式解决了 I/O 分发的高效率问题,那么 work threads 就解决了业务逻辑和 I/O 分发之间的耦合问题。把这两个策略组装在一起,就是实战中普遍采用的模式。大名鼎鼎的 Netty,就是把这种模式发挥到极致的一种实现。

 

 

 

posted @ 2020-07-20 09:38  -零  阅读(4972)  评论(2编辑  收藏  举报