Reactor 模式-3 种典型实现

1. Reactor 模式分类

a. 单 Reactor 单线程;

b. 单 Reactor 多线程;

c. 主从 Reactor 多线程;

1.1. Reactor 模式具有如下的优点：

1. 响应快，不必为单个同步时间所阻塞，虽然 Reactor 本身依然是同步的

2. 可以最大程度的避免复杂的多线程及同步问题，并且避免了多线程/进程的切换开销

3. 扩展性好，可以方便的通过增加 Reactor 实例个数来充分利用 CPU 资源 复用性好，

4. Reactor 模型本身与具体事件处理逻辑无关，具有很高的复用性

 

2.单 Reactor 单线程

2.1. 工作原理示意图:

 

 

 说明:

1. Select 是前面 I/O 复用模型介绍的标准网络编程 API，可以实现应用程序通过一个阻塞对象监听多路连接请求

2. Reactor 对象通过 Select 监控客户端请求事件，收到事件后通过 Dispatch 进行分发 如果是建立连接请求事件，则由 Acceptor 通过 Accept 处理连接请求，

然后创建一个 Handler 对象处理连接完成后的后续业务处理

3.如果不是建立连接事件，则 Reactor 会分发调用连接对应的 Handler 来响应

4.Handler 会完成 Read→业务处理→Send 的完整业务流程

 

2.2. 方案优缺点分析：

优点：模型简单，没有多线程、进程通信、竞争的问题，全部都在一个线程中完成

缺点：

a. 性能问题，只有一个线程，无法完全发挥多核 CPU 的性能。Handler 在处理某个连接上的业务时，整个进程无法处理其他连接事件，很容易导致性能瓶颈;

b. 可靠性问题，线程意外终止，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;

2.3. 使用场景：

客户端的数量有限，业务处理非常快速，比如 Redis在业务处理的时间复杂度 O(1) 的情况

 

3. 单Reactor多线程

3.1. 工作原理示意图：

方案说明:

a. Reactor 对象通过select 监控客户端请求事件, 收到事件后，通过dispatch进行分发

b. 如果建立连接请求, 则Acceptor 通过accept 处理连接请求, 然后创建一个Handler对象处理完成连接后的各种事件

c. 如果不是连接请求，则由reactor分发调用连接对应的handler 来处理

d. handler 只负责响应事件，不做具体的业务处理, 通过read 读取数据后，会分发给后面的worker线程池的某个线程处理业务

e. worker 线程池会分配独立线程完成真正的业务，并将结果返回给handler

f. handler收到响应后，通过send 将结果返回给client

3.2. 方案优缺点分析

优点：可以充分的利用多核cpu 的处理能力

缺点：多线程数据共享和访问比较复杂， reactor 处理所有的事件的监听和响应，在单线程运行， 在高并发场景容易出现性能瓶颈.

 

4. 主从 Reactor 多线程

4.1. 工作原理示意图：

 

4.1.1 方案说明:

1. Reactor主线程 MainReactor 对象通过select 监听连接事件, 收到事件后，通过Acceptor 处理连接事件

2. 当 Acceptor 处理连接事件后，MainReactor 将连接分配给SubReactor

3. subreactor 将连接加入到连接队列进行监听,并创建handler进行各种事件处理

4.当有新事件发生时， subreactor 就会调用对应的handler处理

5. handler 通过read 读取数据，分发给后面的worker 线程处理

6.worker 线程池分配独立的worker 线程进行业务处理，并返回结果

7. handler收到响应的结果后，再通过send 将结果返回给client

8. Reactor主线程可以对应多个Reactor 子线程, 即MainRecator 可以关联多个SubReactor

4.1.2. 方案优缺点说明：

优点:父线程与子线程的数据交互简单职责明确，父线程只需要接收新连接，子线程完成后续的业务处理。

缺点：编程复杂度较高

 

注释:本文资源来自B站韩顺平讲师,表示感谢!