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。