Netty底层io原理迭代史

1）传统阻塞IO模式：

• 存在的问题：

• 当并发数很大时，就会创建大量的线程，占用很大的系统资源。

• 当连接创建后，如果当前线程没有进行任何读写操作，线程会阻塞，造成系统资源的浪费。

2）Reactor模式：

通过一个或多个输入同时传递给服务器处理器的模式（基于事件驱动），采用IO多路复用监听事件（服务器高并发处理的关键），服务器程序处理多个请求后分发给对应的线程处理。

• 2.1 单Reactor单线程模式：
  • 优点：模型简单，所有操作都在一个线程中完成，没有多线程、进程通信、竞争的问题。
  • 缺点：无法完全发挥多核CPU的性能，很容易导致性能瓶颈。可靠性不高，线程意外终止时，会导致整个系统通信模块的不可用，造成节点故障。
  • 实用场景：客户端数量有限，业务处理速度快。
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• 2.2 单Reactor多线程模式：
  • 优点：可以充分的利用多核CPU的处理能力，将业务处理分发，提高了业务处理效率和性能。
  • 缺点：多线程数据共享和访问比较复杂，Reactor处理所有的事件的监听和响应，在单线程运行，高并发场景下容易出现性能瓶颈。
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• 2.3主从Reactor多线程模式：
  • 优点：父线程与子线程的职责明确，父线程只需要接收新连接，子线程完成后续的业务处理。Reactor主线程只需要把新连接传给Reactor子线程（Reactor子线程不止一个），子线程无需返回数据。
  • 缺点：编码复杂
  • 应用场景：许多项目中广泛应用，包括Nginx主从Reactor多进程模型，Memcached主从多线程，Netty主从多线程模型的支持。
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3）Netty线程模式（主要基于主从Reactor多线程模式做了一定的改进）：

• Netty抽象出两组线程池：
  • 1.BossGroup专门负责接收客户端的连接。
  • 2.WorkerGroup专门负责网络读写的业务处理。
  • 底层都是运用了多个事件循环NioEventLoop不断循环分发处理客户端的连接请求和读写业务。
  • Boss NioEventLoop循环步骤
    • 1.轮询accept事件
    • 2.处理accept事件，完成于客户端的连接，并将生成的SocketChannel注册到Worker NioEventLoop上的selector
    • 3.处理任务队列的任务，即runAllTasks
  • Worker NioEventLoop循环步骤
    • 1.轮询read、write事件
    • 2.在对应得SocketChannel处理I/O事件
    • 3.处理任务队列的任务，即runAllTasks