在討論Netty的架構模式之前，我們先來介紹下Reactor模式，因爲Netty的架構模式是在此基礎上演變而來的
Reactor模式介紹
1. 線程模型基本介紹
不同的線程模式，對程序的性能有很大影響，爲了搞清Netty 線程模式，我們來系統的講解下 各個線程模式， 最後看看Netty 線程模型有什麼優越性.
目前存在的線程模型有：傳統阻塞 I/O 服務模型 Reactor 模式
根據 Reactor 的數量和處理資源池線程的數量不同，有 3 種典型的實現
- 單 Reactor 單線程；
- 單 Reactor 多線程；
- 主從 Reactor 多線程
Netty 線程模式(Netty 主要基於主從 Reactor 多線程模型做了一定的改進，其中主從 Reactor 多線程模型有多個 Reactor)
2. 傳統阻塞I/O服務模型
2.1 工作原理
說明:
黃色的框表示對象， 藍色的框表示線程,白色的框表示方法(API)
2.2 模型特點
採用阻塞IO模式獲取輸入的數據,每個連接都需要獨立的線程完成數據的輸入，業務處理,數據返回
2.3 問題分析
當併發數很大，就會創建大量的線程，佔用很大系統資源,連接創建後，如果當前線程暫時沒有數據可讀，該線程會阻塞在read 操作，造成線程資源浪費
3. Reactor模式
針對傳統阻塞 I/O 服務模型的 2 個缺點，解決方案
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基於 I/O 複用模型：多個連接共用一個阻塞對象，應用程序只需要在一個阻塞對象等待，無需阻塞等待所有連接。當某個連接有新的數據可以處理時，操作系統通知應用程序，線程從阻塞狀態返回，開始進行業務處理Reactor 對應的叫法: 1. 反應器模式 2. 分發者模式(Dispatcher) 3. 通知者模式(notifier)
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基於線程池複用線程資源：不必再爲每個連接創建線程，將連接完成後的業務處理任務分配給線程進行處理，一個線程可以處理多個連接的業務。
I/O 複用結合線程池，就是 Reactor 模式基本設計思想，如圖：
說明:
- Reactor 模式，通過一個或多個輸入同時傳遞給服務處理器的模式(基於事件驅動)
- 服務器端程序處理傳入的多個請求,並將它們同步分派到相應的處理線程， 因此Reactor模式也叫 Dispatcher模式
- Reactor 模式使用IO複用監聽事件, 收到事件後，分發給某個線程(進程), 這點就是網絡服務器高併發處理關鍵
Reactor 模式中 核心組成：
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Reactor：Reactor 在一個單獨的線程中運行，負責監聽和分發事件，分發給適當的處理程序來對 IO 事件做出反應。 它就像公司的電話接線員，它接聽來自客戶的電話並將線路轉移到適當的聯繫人；
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Handlers：處理程序執行 I/O 事件要完成的實際事件，類似於客戶想要與之交談的公司中的實際官員。Reactor 通過調度適當的處理程序來響應 I/O 事件，處理程序執行非阻塞操作。
3.1 單Reactor單線程
3.1.1 方案說明
- Select 是前面 I/O 複用模型介紹的標準網絡編程 API，可以實現應用程序通過一個阻塞對象監聽多路連接請求
- Reactor 對象通過 Select 監控客戶端請求事件，收到事件後通過 Dispatch 進行分發
- 如果是建立連接請求事件，則由 Acceptor 通過 Accept 處理連接請求，然後創建一個 Handler 對象處理連接完成後的後續業務處理
- 如果不是建立連接事件，則 Reactor 會分發調用連接對應的 Handler 來響應
- Handler 會完成 Read→業務處理→Send 的完整業務流程
結合實例：服務器端用一個線程通過多路複用搞定所有的 IO 操作（包括連接，讀、寫等），編碼簡單，清晰明瞭，但是如果客戶端連接數量較多，將無法支撐，前面的 NIO 案例就屬於這種模型。
3.1.2 優缺點分析
優點：模型簡單，沒有多線程、進程通信、競爭的問題，全部都在一個線程中完成
缺點：性能問題，只有一個線程，無法完全發揮多核 CPU 的性能。Handler 在處理某個連接上的業務時，整個進程無法處理其他連接事件，很容易導致性能瓶頸
缺點：可靠性問題，線程意外終止，或者進入死循環，會導致整個系統通信模塊不可用，不能接收和處理外部消息，造成節點故障
使用場景：客戶端的數量有限，業務處理非常快速，比如 Redis在業務處理的時間複雜度 O(1) 的情況
3.2 單Reactor多線程
3.2.1 原理圖
- Reactor 對象通過select 監控客戶端請求事件, 收到事件後，通過dispatch進行分發
- 如果建立連接請求, 則由Acceptor 通過accept 處理連接請求, 然後創建一個Handler對象處理完成連接後的各種事件
- 如果不是連接請求，則由reactor分發調用連接對應的handler 來處理
- handler 只負責響應事件，不做具體的業務處理, 通過read 讀取數據後，會分發給後面的worker線程池的某個線程處理業務
- worker 線程池會分配獨立線程完成真正的業務，並將結果返回給handler
- handler收到響應後，通過send 將結果返回給client
3.2.2 優缺點分析
優點：可以充分的利用多核cpu 的處理能力
缺點：多線程數據共享和訪問比較複雜， reactor 處理所有的事件的監聽和響應，在單線程運行， 在高併發場景容易出現性能瓶頸.
3.3 主從Reactor多線程
針對單 Reactor 多線程模型中，Reactor 在單線程中運行，高併發場景下容易成爲性能瓶頸，可以讓 Reactor 在多線程中運行
3.3.1 原理分析
- Reactor主線程 MainReactor 對象通過select 監聽連接事件, 收到事件後，通過Acceptor 處理連接事件
- 當 Acceptor 處理連接事件後，MainReactor 將連接分配給SubReactor
- subreactor 將連接加入到連接隊列進行監聽,並創建handler進行各種事件處理
- 當有新事件發生時， subreactor 就會調用對應的handler處理
- handler 通過read 讀取數據，分發給後面的worker 線程處理
- worker 線程池分配獨立的worker 線程進行業務處理，並返回結果
- handler 收到響應的結果後，再通過send 將結果返回給client
- Reactor 主線程可以對應多個Reactor 子線程, 即MainRecator 可以關聯多個SubReactor
3.3.2 優缺點說明
優點：父線程與子線程的數據交互簡單職責明確，父線程只需要接收新連接，子線程完成後續的業務處理。
優點：父線程與子線程的數據交互簡單，Reactor 主線程只需要把新連接傳給子線程，子線程無需返回數據。
缺點：編程複雜度較高
結合實例：這種模型在許多項目中廣泛使用，包括 Nginx 主從 Reactor 多進程模型, Memcached 主從多線程，Netty 主從多線程模型的支持
3.4 Reactor小結
3 種模式用生活案例來理解
- 單 Reactor 單線程，前臺接待員和服務員是同一個人，全程爲顧客服
- 單 Reactor 多線程，1 個前臺接待員，多個服務員，接待員只負責接待
- 主從 Reactor 多線程，多個前臺接待員，多個服務生
Reactor 模式具有如下的優點：
- 響應快，不必爲單個同步時間所阻塞，雖然 Reactor 本身依然是同步的
- 可以最大程度的避免複雜的多線程及同步問題，並且避免了多線程/進程的切換開銷
- 擴展性好，可以方便的通過增加 Reactor 實例個數來充分利用 CPU 資源
- 複用性好，Reactor 模型本身與具體事件處理邏輯無關，具有很高的複用性