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Netty之EventLoop与EventLoopGroup

jiezi

Netty 解决的事情

Netty 主要解决两个相应关注领域。（1）异步和事件驱动的实现。（2）一组设计模式，将应用逻辑与网络层解耦。

EventLoop 接口

用于处理连接的生命周期中所发生的事件。

  • 一个 EventLoopGroup 包含一个或者多个 EventLoop
  • 一个 EventLoop 在它的生命周期内只和一个 Thread 绑定
  • 所有由 EventLoop 处理的 I / O 事件都将在它专有的 Thread 上被处理
  • 一个 Channel 在它的生命周期内只注册于一个 EventLoop
  • 一个 EventLoop 可能会被分配给一个或者多个 Channel

Netty NIO 客户端

// 创建一个 EventLoopGroup 对象
EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
// 创建 Bootstrap 对象
Bootstrap b = new Bootstrap();
// 设置使用的 EventLoopGroup
b.group(group);
  • Netty 只创建一个 EventLoop
  • 一个 EventLoop 可以对应一个 Reactor
  • 一个 Bootstrap 的启动，只能发起对一个远程的地址。所以只会使用一个 NIO Selector，也就是说仅使用一个 Reactor。即使，我们在声明使用一个 EventLoopGroup，该 EventLoopGroup 也只会分配一个 EventLoop 对 IO 事件进行处理。

Netty NIO 服务端

// 创建两个 EventLoopGroup 对象
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1); // 创建 boss 线程组 用于服务端接受客户端的连接
EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(); // 创建 worker 线程组 用于进行 SocketChannel 的数据读写
// 创建 ServerBootstrap 对象
ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
// 设置使用的 EventLoopGroup
b.group(bossGroup, workerGroup);
  • bossGroup 对应 Reactor 模式的 mainReactor，用于服务端接受客户端的连接。比较特殊的是，传入了方法参数 nThreads = 1，表示只使用一个 EventLoop，即只使用一个 Reactor。这个也符合我们上面提到的，“通常，mainReactor 只需要一个，因为它一个线程就可以处理”。
  • workerGroup 对应 Reactor 模式的 subReactor，用于进行 SocketChannel 的数据读写。对于 EventLoopGroup，如果未传递方法参数 nThreads，表示使用 CPU 个数 Reactor。这个也符合我们上面提到的，“通常，subReactor 的个数和 CPU 个数相等，每个 subReactor 独占一个线程来处理”。

Netty 中的 Reactor 模型

  • 处理链中的处理方法是串行化执行的
  • 一个客户端连接只注册到一个 NioEventLoop 上，避免了多个 IO 线程并发操作

流程：
① 注册一个 Acceptor 事件处理器到 mainReactor 中，Acceptor 事件处理器所关注的事件是 ACCEPT 事件，这样 mainReactor 会监听客户端向服务器端发起的连接请求事件 (ACCEPT 事件)。启动 mainReactor 的事件循环。
② 客户端向服务器端发起一个连接请求，mainReactor 监听到了该 ACCEPT 事件并将该 ACCEPT 事件派发给 Acceptor 处理器来进行处理。Acceptor 处理器通过 accept() 方法得到与这个客户端对应的连接 (SocketChannel)，然后将这个 SocketChannel 传递给 subReactor 线程池。
③ subReactor 线程池分配一个 subReactor 线程给这个 SocketChannel，即，将 SocketChannel 关注的 READ 事件以及对应的 READ 事件处理器注册到 subReactor 线程中。当然你也注册 WRITE 事件以及 WRITE 事件处理器到 subReactor 线程中以完成 I / O 写操作。Reactor 线程池中的每一 Reactor 线程都会有自己的 Selector、线程和分发的循环逻辑。
④ 当有 I / O 事件就绪时，相关的 subReactor 就将事件派发给响应的处理器处理。注意，这里 subReactor 线程只负责完成 I / O 的 read() 操作，在读取到数据后将业务逻辑的处理放入到线程池中完成，若完成业务逻辑后需要返回数据给客户端，则相关的 I / O 的 write 操作还是会被提交回 subReactor 线程来完成。

Netty 与 Reactor 模式
Netty 的线程模式就是一个实现了 Reactor 模式的经典模式。

结构对应：
NioEventLoop ———— Initiation Dispatcher
Synchronous EventDemultiplexer ———— Selector
Evnet Handler ———— ChannelHandler
ConcreteEventHandler ———— 具体的 ChannelHandler 的实现

模式对应：
Netty 服务端使用了“多 Reactor 线程模式”
mainReactor ———— bossGroup(NioEventLoopGroup) 中的某个 NioEventLoop
subReactor ———— workerGroup(NioEventLoopGroup) 中的某个 NioEventLoop
acceptor ———— ServerBootstrapAcceptor
ThreadPool ———— 用户自定义线程池

参考：

https://www.cnblogs.com/winne…
http://svip.iocoder.cn/Netty/…

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