netty线程模型

netty线程模型

目前存在的线程模型有

• 传统阻塞I/O服务模型，采用阻塞IO获取输入的数据，每个连接都需要独立的线程操作，无法实现高并发

• Reactor模式

  • 基于IO复用模型：多个连接共用一个阻塞对象，应用程序只需在一个阻塞对象等待，无需阻塞等待多个连接，当某个连接有新的数据可以处理时，操作系统通知应用程序，线程开始进行业务处理
  • 基于线程池复用线程资源：不必再为每个连接创建线程，将连接完成后的业务处理任务分配给线程进行处理，一个线程可以处理多个连接的业务

  根据Reactor的数量和处理资源线程的数量不同，有三种实现

  • 单Reactor单线程

    所有IO操作都由一个线程完成，即多路复用、事件分发和处理都是在一个Reactor线程上完成的，既要接收客户端的连接请求，向服务器发起连接，又要读取请求或响应消息

    • 优点：模型简单，没有多线程问题，全都在一个线程完成
    • 缺点：单线程无法发挥多核CPU的性能，handler在处理某个连接上的业务时，无法处理其他连接的事件

  • 单Reactor多线程

    一个NIO线程只负责监听服务端，接收客户端的TCP连接请求；一个NIO线程池负责网络IO的操作，即消息的读取、编解码和响应消息

    • 优点：可以充分利用多核CPU
    • 缺点：多线程数据共享比较复杂

  • 主从Reactor多线程

    Acceptor线程用于绑定监听端口，接收客户端连接，将SocketChannel从主线程的Reactor线程的多路复用器上移除，重新注册到Sub线程池的线程上，用于处理IO的读写操作

    • 优点：父子线程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：编程复杂度高

Netty线程模型是基于主从Reactor多线程模型进行了一定的改进，内部实现了两组线程池，boss线程池和work线程池，其中boss线程池的线程负责处理请求的accept事件，当接收到accept事件的请求时，把对应的socket封装到一个NioSocketChannel中，并交给work线程池，work线程池负责请求的read和write事件，由对应的Handler处理

工作原理

• netty中有两组线程池NioEventLoopGroup(事件循环组，这个组中包含有多个事件循环，每一个事件循环都是NioEventLoop，NioEventLoop是一个不断循环的执行处理线程，每个NioEventLoop都有一个selector，用于监听绑定在其上的socket的网络通讯)，BossGroup 专门负责接收客户端的连接，WorkerGroup 专门负责网络的读写，在每个NioEventLoopGroup中可以有多个线程，即可以有多个NioEventLoop
• BossGroup处理接收事件
  • 轮询accept事件
  • 处理accept事件，与client建立连接，生成NioSocketChannel，并将其注册到某个worker中NioEventLoop的selector
  • 处理任务队列的任务，即runAllTasks
• WorkerGroup进行业务处理
  • 轮询read，write事件
  • 处理read，write事件
  • 处理任务队列的任务，即runAllTasks