【IO专栏】多线程的Reactor反应器模式

书接上篇:

既然Reactor反应器和Handler处理器,挤在一个线程中会造成非常严重的性能缺陷。那么,可以使用多线程,对基础的反应器模式进行改造和演进。

 

多线程池Reactor 反应器演进

多线程池Reactor反应器的演进,分为两个方面:

(1)首先是升级Handler处理器。即要使用多线程,又要尽可能的高效率,则可以考虑使用线程池。

(2)其次是升级Reactor反应器。可以考虑引入多个Selector选择器,提升选择大量通道的能力。

总体来说,多线程池反应器的模式,大致如下:

(1)将负责输入输出处理的IOHandler处理器的执行,放入独立的线程池中。这样,业务处理线程与负责监听的和IO事件查询的反应器线程相隔离,避免服务器的链接监听收到阻塞。

(2)如果服务器为多核的CPU,可以将反应器线程拆分为多个子反应器(SubReactor)线程同时,引入多个选择器,每一个SubReactor子线程负责一个选择器。这样,充分释放了系统资源的能力;也提高了反应器管理大量链接,提升选择大量通道的能力。

 

 

总结:

1.反应器模式和生产者消费者模式对比

相似之处:在一定程度上,反应器模式有点类似生产者消费者模式。在生产者消费者模式中,一个或多个生产者将事件加入到一个队列中,一个或者多个消费者主动从这个队列中提取(Pull)事件来处理。

不同之处在于:反应器模式是基于查询的,没有专门的队列去缓冲存储IO事件,查询到IO事件后,反应器会根据不同IO选择键(事件)将其分发给对应的Handler处理器来处理。

2.反应器模式和观察者模式对比

相似之处在于:在反应器模式中,当查询到IO事件后,服务处理程序使用单路/多路分发(Dispatch)策略,同步的分发这些IO事件。观察者模式(Observ Pattern)也被称作发布/订阅模式,它定义了一种依赖关系,让多个观察者同时监听某一个主体(Topic).这个主体对象在状态发生变化时,会通知所有观察者,他们能够执行相应的处理。

不同之处在于:在反应器模式中,Handler处理器实例和IO事件(选择键)的订阅关系,基本上是一个是事件绑定到一个Handler处理器;每个IO事件(选择键)被查询后,反应器会将事件分发给所绑定的Handler处理器;在观察者模式中,同一个时刻,同一个主体可以被订阅过的多个观察者处理。

最后,总结一下反应器模式的优点和缺点。作为高性能的IO模式,反应器模式的优点如下:

1.响应快,虽然同一反应器线程本身是同步的,但不为被单个链接的同步IO所阻塞。

2.编程相对简单,最大程度上避免了复杂的多线程同步,也避免了多线程的各个进程之间的切换开销。

3.可扩展,可以方便的通过增加反应器线程的个数来充分利用CPU

最主要的可以参考:

http://gee.cs.oswego.edu/dl/cpjslides/nio.pdf

学习知识最好的办法是看最早的论文。并发编程大师的论文简单易懂

 

反应器模式的缺点:

1.反应器模式增加了一定的复杂性,因而有一定的门槛,并且不易于调试。

2.反应器模式需要操作系统底层的IO多路复用的支持,如Linux中的epolll如果操作系统的底层不支持IO多路复用,反应器模式就不会有那么高效了。

3.同一个Handler业务线程中,如果出现一个长时间的数据读写,会影响整个反应器中的其他通道的IO处理。例如在大文件传输时,IO操作就会影响到其他客户端(Client)的响应时间。因为对于这种操作,还需要进一步对反应器模式进行改进。

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章