Netty入门基础：Netty架构设计模型介绍（主从Reactor多线程模型，Futrue-Listener模型）

🎵单Reactor单线程

Reactor通过select监控客户端的事件，通过dispatch分发。

如果是建立连接事件，分发给Acceptor，通过accept处理连接请求，然后创建一个Handler处理连接后的后续业务。

如果非建立连接事件，分发给对应的Handler处理。

服务端用一个线程通过多路复用处理所有的IO操作，之前的NIO就属于这种模型。

优点：模型简单，全在一个线程中完成，没有多线程、进程通信、竞争问题。

缺点：性能问题，只有一个线程，Handler在处理某个连接业务时，就不能处理其他连接，无法发挥多核CPU的性能。

缺点：可靠性问题，如果线程意外终止或死循环，会导致整个Reactor不可用，不能接受和处理事件。

使用场景：客户端数量有限，业务处理迅速。

✏单Reactor多线程

和单Reactor单线程的区别，把Handler中业务的处理单独拿出来，放到线程池中执行。

优点：可以充分利用多核CPU的处理能力

缺点：多线程数据共享和访问比较复杂，Reactor只在单线程中运行，在高并发场景会称为性能瓶颈。

🛒主从Reactor多线程

在单Reactor多线程的基础上，创建了多个Reactor，主Reactor负责接受客户端的连接，处理建立连接事件，之后的这个连接上的其他事件就会转发个子Reactor处理。

优点：主从Reactor的数据交换简单，职责分明，主Reactor只接受新连接，子Reactor处理后续的业务。

缺点：编程复杂度高

使用场景：Nginx主从Reactor多线程模型，Netty主从多线程模型的支持。

🎐Netty模型

Netty的模型主要基于主从Reactor多线程模型，Netty工作原理图如下。

1. Netty 抽象出两组线程池 BossGroup 专门负责接收客户端的连接，WorkerGroup 专门负责网络的读写
2. BossGroup 和 WorkerGroup 类型都是 NioEventLoopGroup
3. NioEventLoopGroup 相当于一个事件循环组，这个组中含有多个事件循环，每一个事件循环是 NioEventLoop
4. NioEventLoop 表示一个不断循环的执行处理任务的线程，每个 NioEventLoop 都有一个 Selector，用于监听绑定在其上的 socket 的网络通讯
5. 每个 BossNioEventLoop 循环执行的步骤有 3 步
   • 轮询 accept 事件
   • 处理 accept 事件，与 client 建立连接，生成 NioScocketChannel，并将其注册到某个 worker NIOEventLoop 上的 Selector
   • 处理任务队列的任务，即 runAllTasks
6. 每个 Worker NIOEventLoop 循环执行的步骤
   • 轮询 read，write 事件
   • 处理 I/O 事件，即 read，write 事件，在对应 NioScocketChannel 处理
   • 处理任务队列的任务，即 runAllTasks
7. 每个 Worker NIOEventLoop 处理业务时，会使用 pipeline（管道），pipeline 中包含了 channel，即通过 pipeline 可以获取到对应通道，管道中维护了很多的处理器

🚴‍♀️Future-listener模型

Netty中的IO操作是异步的，包括bind、write、connect等操作会返回一个ChannelFuture。

当 Future 对象刚刚创建时，处于非完成状态，调用者可以通过返回的 ChannelFuture 来获取操作执行的状态，注册监听函数来执行完成后的操作。

常见有如下操作

• 通过 isDone 方法来判断当前操作是否完成；
• 通过 isSuccess 方法来判断已完成的当前操作是否成功；
• 通过 getCause 方法来获取已完成的当前操作失败的原因；
• 通过 isCancelled 方法来判断已完成的当前操作是否被取消；
• 通过 addListener 方法来注册监听器，当操作已完成（isDone方法返回完成），将会通知指定的监听器；如果 Future 对象已完成，则通知指定的监听器

举例说明 演示：绑定端口是异步操作，当绑定操作处理完，将会调用相应的监听器处理逻辑

ChannelFuture channelFuture = serverBootstrap.bind(9090);
channelFuture.addListener(new ChannelFutureListener() {@Overridepublic void operationComplete(ChannelFuture channelFuture) throws Exception {if(channelFuture.isSuccess()) {System.out.println("服务端监听端口IO操作结果：成功");} else {System.out.println("服务端监听端口IO操作结果：失败");}}
});