theme: cyanosis

大家好，我是大明哥，一个专注「死磕 Java」系列创作的硬核程序员。本文已收录到我的技术网站：https://skjava.com。有全网最优质的系列文章、Java 全栈技术文档以及大厂完整面经

回答

Reactor 模式是一种高效处理并发网络事件的设计模式，它通过一组 Reactor 线程（事件循环组）来监听和分发网络事件（如连接、读取、写入），并结合非阻塞 I/O 和用户定义的事件处理器来实现。

Reactor 模式的核心思想是把响应 IO 事件和业务处理进行分离。它通过一个或者多个线程监听 I/O 事件，将已经准备就绪的 I/O 事件分发给业务线程去处理。其核心组件有三个：

Reactor 组件：这是 Reactor 模式的核心。Reactor 组件负责监听和分发事件。在一个无限循环中，它等待 I/O 事件的到来，然后将这些就绪的 I/O 事件快速分发给相应的处理程序。在 Netty 中，这通常对应于 EventLoop 组件。
Acceptor 组件：请求连接器。Reactor 组件接收到 client 连接事件后，会将其转发给 Acceptor，Acceptor 则会接受 Client 的连接，建立对应的Handler，并向 Reactor注册此Handler。
Handler 组件：求处理器，负责具体事件的处理程序。当 Reactor 组件将事件分发给它们时，它们负责处理这些事件。在 Netty 中，这些处理器通常是用户自定义的 ChannelHandler，用于处理特定的事件，如接收数据、异常处理等。

在 Reactor 模式中，主要有三种模型：

单 Reactor 单线程模型。
多线程 Reactor 模型。
主从多 Reactor 多线程模型。

详解

单 Reactor 单线程模型

单线程 Reactor 模型，即所有的 I/O 处理和业务逻辑都在同一个线程（即 Reactor 线程）中执行。

处理流程如下

Reactor 通过 Select 监听 I/O 事件，收到事件后由 Dispatch 来分发。
如果是建立连接事件，则由 Acceptor 进行处理，Acceptor 会通过 accept 方法获取链接，并创建一个 Handler 对象来处理后续的响应事件。
如果不是建立连接事件，则将该事件交由当前连接的 Handler 来处理。Handler 按照 read —> 业务处理 —> send 的流程来完成整个事件。

优点

该模型是将所有处理逻辑放在一个线程中实现，模型简单，没有多线程、进程通信、竞争的问题

缺点

由于只有一个线程，无法充分利用多核CPU 的性能，性能堪忧。同时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。

还有一个比较严重的可靠性问题，如果线程意外终止，或者进入死循环，则会导致整个线程都无法接受和处理事件了，造成节点故障。

单 Reactor 多线程

单线程存在性能瓶颈，那我们就引入多线程方案。

多线程 Reactor 模型，它将处理 I/O 就绪时间的线程和处理业务逻辑 Handler的线程分开了，每个 Handler 由一个独立的线程来处理。

Reactor 接受请求后，根据请求类型来进行分发，分发逻辑与单Reactor单线程模型一样，不同之处在于单 Reactor 多线程 的 Handler 不再进行业务处理了，它只负责接受和发送：Handler接受数据后，会将数据发送给 Worker 线程池中的线程处理，该线程才是处理业务的真正线程，线程将业务处理完成后，将数据发送给 Handler，由 Handler 再 send 出去。

优点

由于 Handler 使用了多线程模式，则可以利用充分利用CPU的性能。

缺点

Handler使用多线程模式，则会涉及到数据共享的问题，需要考虑互斥，实现肯定比单Reactor单线程模式复杂一些。但是在实际开发过程中，我们一般都会让业务处理是无状态的，一般不会用共享变量，所以在大多数业务场景中 Handler 的开发并不会复杂太多。

单Reactor，一个线程处理事件监听、分发、响应，对于高并发场景，容易造成性能瓶颈。

多 Reactor 多线程模型

单Reactor多线程模式虽然解决了 Handler 单线程的性能问题，但是 Reactor 还是单线程的，对于高并发场景还是会有性能瓶颈，所以需要对 Reactor 也调整为多线程模式。

主线程中的 MainReactor 对象通过 select 监听事件，接收到事件后通过 Dispatch 进行分发，如果事件类型为建立连接则将事件分发给 Acceptor 进行连接建立
如果收到的事件不是连接，则他将事件分发个某个 SubReactor，SubrReactor 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
如果有新的事件发生，SubReactor 则会调用当前连接的 Handler 来进行处理。Handler 通过 read 读取数据后，将数据发送给 Worker 线程进行处理，Worker 线程池则会分配线程进行业务处理，处理完成后返回结果，Handler 接受结果后，通过 send 发送给客户端

优点

该模式主线程和子线程分工明确，主线程只负责接收新连接，子线程负责完成后续的业务处理，同时主线程和子线程的交互也很简单，子线程接收主线程的连接后，只管业务处理即可，无须关注主线程

缺点

模型复杂。

这种模式适用于高并发场景，广泛运用于各种项目中，如大名鼎鼎的Netty。