Reactor的原理及結(jié)構(gòu)是什么

雖然在Java中沒有真的IO多路復(fù)用模型，但是Reactor就是NIO實現(xiàn)多路復(fù)用的一種模式。

Reactor是什么

Reactor設(shè)計模式是一種事件處理模式，用于處理通過一個或多個輸入同時交付給服務(wù)處理程序的服務(wù)請求。然后，服務(wù)處理程序?qū)魅氲恼埱筮M行多路分解，并將它們同步分發(fā)到關(guān)聯(lián)的請求處理程序。

 

從上述表述中我們大致可以總結(jié)出：

• 基于事件驅(qū)動
• 可以處理一個或多個輸入源
• 通過ServiceHandler同時將輸入事件采用多路復(fù)用分發(fā)給相應(yīng)的RequestHandler（多個）處理

對應(yīng)我們的NIO中的實現(xiàn)：

• 同步的等待多個事件源(Event)到達（采用select()實現(xiàn)）
• 將事件多路分解以及分配相應(yīng)的事件服務(wù)進行處理，這個分派采用server集中處理（Dispatch）
• 分解的事件以及對應(yīng)的事件服務(wù)應(yīng)用從分派服務(wù)中分離出去（RequestHandler）

Reactor結(jié)構(gòu)

上述Reactor模型主要涉及的類有：

• InitiationDispatcher：EventHandler的容器，用來注冊、移除EventHandler等；另外，它作為Reactor模式的入口調(diào)用SynchronousEventDemultiplexer的select方法以阻塞等待事件的返回，當(dāng)阻塞事件返回時，將事件發(fā)生的Handle分發(fā)到相應(yīng)的EventHandler處理。
• EvenHandler：定義了事件處理的方法。
• Handle：即操作系統(tǒng)中的句柄，是對資源在操作系統(tǒng)層面上的一種抽象，它可以是打開的文件、一個連接Socket等。
• SynchronousEventDemultiplexer：使用一個事件循環(huán)，以阻止所有的資源。當(dāng)可以啟動一個同步操作上的資源不會阻塞，多路分解器發(fā)送資源到分發(fā)器

Reactor時序圖

 

1. 初始化InitiationDispatcher，并初始化一個Handler到EventHandler的Map
2. 注冊EventHandler到InitiationDispatcher，每個EventHandler包含Handler的引用，從而建立Handler到EventHandler的映射
3. 調(diào)用InitiationDispatcher的handle_events()方法啟動EventLoop，在EventLoop中調(diào)用select()方法（SynchronousEventDemultiplexer）阻塞等待Event發(fā)生
4. 當(dāng)某個或某些Handler的Event發(fā)生以后，select()方法返回，InitiationDispatcher根據(jù)返回的Hanler找到注冊的EventHandler，并回調(diào)該EventHandler的handler_event方法
5. 在EventHandler的handler_event()方法中還可以向InitiationDispatcher中注冊新的EventHandler，比如對AcceptorEventHandler來說，當(dāng)有新的client連接時，它會產(chǎn)生新的EventHandler以處理新的連接，并注冊到InitiationDispatcher中。

Reactor

Reactor單線程模型

 

最基本的單線程Reactor模型，Reactor負責(zé)多路分離套接字（阻塞并且當(dāng)事件觸發(fā)時進行分發(fā)），當(dāng)有新連接觸發(fā)到CONNECT事件后，交由Accptor處理，有IO讀寫事件交由Handler處理。

Accceptor負責(zé)獲取與客戶端建立的SocketChannel，綁定對應(yīng)的EventHandler，當(dāng)該SocketChannel上有事件發(fā)生時就可以獲取到對應(yīng)的EventHandler并進行處理。

單Reactor多線程模型

 

相對于單Reactor模型，我們在獲取到IO事件以后可以交由線程池處理，可以減少Reactor線程的消耗，Reactor從而更加專注的關(guān)注于事件的分發(fā)。

多Reactor多線程模型

 

• mainReactor負責(zé)監(jiān)聽ServerSocket，用來處理新連接的建立，通常單線程就可以處理，將建立的SocketChannel指定注冊給subReactor。
• subReactor(它的個數(shù)一般是和CPU個數(shù)等同)維護自己的selector,基于mainReactor注冊的socketChannel多路分離IO讀寫事件，讀寫網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，對業(yè)務(wù)處理的功能，將其扔給worker線程池來完成。