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  • 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!

     

     

     

     

     

     

     

     

     

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