【网络IO】细说网络IO模型【三】

简介: 前两篇已经叫整理了常见的网络io原理与模型,本篇整理基于IO模型构造的更复杂的IO模型。如Redis底层IO模型、Netty底层IO模型等

网络IO相关文章

Reactor模型

  1. Reactor模型本质上为IO多路复用模型 + 池化技术结合IO多路复用负责统一监听事件,收到事件后派发给资源池中的某个线程或进程。
  2. 其中根据Reacotr的数量和资源池中资源的数量和类型存在三种实现方案
  1. 单Reactor + 单进程/单线程
  2. 单Reactor + 多线程
  3. 多Reactor + 多进程/多线程
  1. Reactor模型里重要的概念
  1. Reactor:类似NIO编程中的Selector,负责I/O事件的派发;
  2. Acceptor:NIO中接收到事件后,处理连接的那个分支逻辑;
  3. Handler:消息读写处理等操作类。


单Reactor + 单进程 | 单线程

  1. Reactor 对象通过 select 监控连接事件,收到事件后通过 dispatch 进行分发。
  2. 如果是连接建立的事件,则由 Acceptor 处理,Acceptor 通过 accept 接受连接,并创建一个 Handler 来处理连接后续的各种事件。
  3. 如果不是连接建立事件,则 Reactor 会调用连接对应的 Handler(第 2 步中创建的Handler)来进行响应。Handler 会完成 read-> 处理 ->send 的完整业务流程。
  4. 这种优点很明显,就是简单,不用考虑进程间通信、线程安全、资源竞争等问题。但是也有自身的局限性,就是无法利用多核资源,只适用于业务处理非常快速的场景Redis就是采用的这种方案。


单Reactor + 多线程

  1. 与单Reactor单线程方案相比,不同的是:Handler只负责响应事件,并不负责处理事件,Handler读取数据后会发送给Processor进行处理。Processor在子线程中完成业务处理,然后将结果发送给Handler。由Handler将结果返回给client。
  2. 没有列出单Reactor + 多进程方案,主要因为如果采用多进程,就要考虑进程间通信的问题,比如子进程处理完成后需要通知父进程将结果返回给对应的client,处理比较复杂。但多线程之间数据是共享的,复杂度相对比较低。
  3. 另外,这种方案下,主线程承担了所有的事件监听和响应。瞬间高并发时可能会成为性能瓶颈。这时就需要多Reactor的方案了。


多Reactor + 多线程 | 多进程

  1. 父进程中 mainReactor 对象通过 select 监控连接建立事件,收到事件后通过 Acceptor接收,将新的连接分配给某个子进程。
  2. 子进程的 subReactor 将 mainReactor 分配的连接加入连接队列进行监听,并创建一个Handler 用于处理连接的各种事件。
  3. 当有新的事件发生时,subReactor 会调用连接对应的 Handler(即第 2 步中创建的Handler)来进行响应。
  4. Handler 完成 read→处理→send 的完整业务流程。
  5. 目前著名的开源系统 Nginx 采用的是多 Reactor 多进程采用多 Reactor 多线程的实现有Memcache 和 Netty。不过需要注意的是 Nginx 中与上图中的方案稍有差异,具体表现在主进程中并没有mainReactor来建立连接,而是由子进程中的subReactor建立。
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