Netty线程模型是基于Reactor线程模型的，而Reactor线程模型又分为单线程模型，多线程模型，主从Reactor多线程模型。Reactor的线程模型是基于同步非阻塞的IO实现的，基于异步非阻塞的IO实现的是Proactor（这里我们不分析Proactor）。下面一起来研究一下Reactor线程模型，以及其在Netty线程模型中的应用。
1.Reactor单线程模型
原理图如下：
Reactor单线程模型，顾名思义就是由单个NIO线程来完成所有的IO操作，具体的工作有：
a.负责读取通讯对端的请求/应答消息
b.负责向通讯对端发送请求/应答消息
c.作为服务端，接收客户端的连接请求
d.作为客户端，向服务端发送连接请求
从原理图中可以看到，NIO一个线程把多路复用，事件分发器和处理都自己全部包揽了，Reactor线程模式采用的是同步非阻塞IO,即线程上的IO操作不会受到阻塞的影响，理论上来说，上面的工作，的确可以由一个线程全部搞定（select会主动轮询哪些IO操作就绪），工作过程：Acceptor接收客户端发来的TCP请求，链路成功建立之后，通过dispatcher将ByteBuf交给对应的Handler进行处理。
对于一些小流量的应用程序，可以采用上述单线程模型，但是对于大负载、高并发的情况却不适用，主要原因有：
a.当一个IO线程处理百万甚至千万级别的链路数量时，性能会支撑不足，CPU也可能会被压垮
b.当一个IO线程负载过重，就会出现处理不及时的情况，会导致客户端长时间等待而不断超时重连，客户体验极差
c.一旦这个IO线程出现了死循环，则会导致整个程序不可用。
为了弥补上述短板，提出了Reactor多线程模型
2.Reactor多线程模型
原理图如下：
从原理图中分析如下：
a.有一个专门的NIO线程Acceptor负责监听服务器，处理客户端的TCP连接，包括安全验证等
b.Acceptor处理完之后，将IO操作发到NIO线程池，线程池可使用JDK的线程池实现，包含一个任务队列和N个线程，这些线程负责信息的读取、编码、解码、发送
c.一个NIO线程可以同时处理N个链路，但一个链路只能对应一个线程，避免了并发的问题
Reactor多线程模型满足绝大部分的应用场景，但不足之处在于，当面临百万级别的请求当中需要有安全认证时，因为认证是消耗性能的操作，所以一个Acceptor线程会出现性能瓶颈。
为了解决上述问题，出现了主从Reactor多线程模型
3.主从Reactor多线程模型
原理图如下：
从原理图中可以看出，处理客户端连接请求的不在是一个NIO线程，而是一个NIO线程池，Acceptor线程处理完客户端的TCP接入请求（可能包含验证）之后，再将新创建的SocketChannel注册到IO线程池（Sub Reactor）中某个IO线程来处理读取、编码、解码、发送等操作。Acceptor线程只负责监听服务端，处理客户端的TCP连接与认证请求，链路成功建立之后，便把链路注册到Sub Reactor Thread Pool的线程中。
主从Reactor多线程模型，很多地解决性能瓶颈的问题，这时Netty推荐使用的线程模型
4.Netty的线程模型
原理图如下：
Netty的线程模型可以通过设置启动类参数来选择线程模型，netty支持Reactor的单线程模型、多线程、主从Reactor多线程模型。
从原理图中可以看到，服务端启动时创建了两个NioEventLoopGroup，这是两个相互独立的Reactor线程池，一个是boss线程池，一个是work线程池。两个分工明确，一个负责接收客户端连接请求，一个负责处理IO相关的读写操作，或者执行Task任务，或执行定时Task任务。其中NioEventLoopGroup中的NioEventLoop个数默认为处理器核数*2。
通过配置boss线程池和worker线程池的线程个数以及是否共享线程池，来配置单线程、多线程、主从Reactor多线程。
Boss线程池的任务：
a.接收客户端的连接请求，初始化channel参数
b.将链路状态变化时间通知给ChannelPipeline
Worker线程池的作用
a.异步读取通信对端的消息，发送读事件到ChannelPipeline
b.异步发送消息到通信对端，调用ChannelPipeline的发送消息接口
c.执行系统Task任务
d.执行系统定时Task任务
4.1系统Task
创建它们的原因是当IO线程和用户线程都在操作同一个资源时，会发生锁竞争的问题，所以将用户线程封装为一个Task，交给IO线程串行处理，实现局部无锁化
4.2定时Task
主要用于监控和检查等定时动作
基于以上原因，NioEventLoop不仅仅是一个IO线程，它还负责用户线程的调度。
NioEventLoop处理链原理图如下：
为了提升性能，Netty内部许多地方都采用了局部无锁化设计，比如IO线程内部采用串行化操作来避免多线程的锁竞争问题。表面上看这样会导致CUP利用率低下，但只要配置多个串行化IO线程并发操作，就能提高CUP利用率，且性能比更优。
Netty的NioEventLoop读取完数据之后，将直接调用ChannelPipeline的fireChannelRead(Object msg)方法，只要用户不切换线程，NioEventLoop将一直调用用户的handler，期间不进行线程切换。这就是串行化的具体表现，可以很好地避免了锁竞争的问题，提升了性能。
4.3Netty线程模型设置的要点
a.创建两个NioEventLoopGroup，分别为NIO Acceptor线程池和NIO IO线程池
b.编解码需要放置在NIO的Handler中进行，而不是用户线程中
c.尽量不要在ChannelHandler中创建用户线程，可以在解码之后，将POJO派发到后端业务线程池
d.如果IO操作不复杂，没有涉及可能阻塞的数据库读取、磁盘读取、网络读写等操作，可以直接在NIO调用的handler中完成业务逻辑，而不需要放在用户线程中进行，相反地，如果IO业务逻辑复杂, 将会严重影响性能，所以需要将POJO打包成Task对象，派发到业务线程池中处理，确保NIO线程不被长时间占用而导致假死。