Netty案例(二)之耗时任务的处理

本文介绍了在Netty中如何处理耗时任务,强调了不能在IO线程中执行耗时操作,推荐了自定义业务线程池和在Context中添加线程池两种方式,并分析了各自的优缺点。通过代码案例展示了如何实现自定义线程池以及在Context中添加线程池。

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netty版本

  1. 使用的netty版本是io.netty:netty-all:4.1.33.Final

Netty耗时任务的处理

  1. Netty中EventLoop用来处理IO线程,因此handler中的耗时任务(比如数据库连接、远程调用等)不能在EventLoop里面执行。如果有耗时任务,需要将耗时任务添加到业务线程池中执行。
  2. 处理耗时任务的两种方式
    • Handler中加入线程池
    • Context中添加线程池
  3. 两种方式的对比
    • Handler中自定义业务线程池更加灵活,每个Handler都可以自己控制自己的业务线程池,对于非耗时的任务可以不使用业务线程池,直接在EventLoop线程中执行。
    • Context中添加线程池(Netty建议的方式),在pipeline中添加Handler的时候,添加一个业务线程池。这种方式Handler中的代码不需要做任何修改,但是整个Handler都交给业务线程池,无论是否是耗时任务都会加入到队列里,控制的粒度比较粗。
  4. 如果业务ChannelHandler处理逻辑比较简单,执行时间是受控的,业务I/O线程的负载也不重,在这种应用场景下,业务ChannelHandler可以和I/O操作共享同一个线程。使用这种线程模型会带来两个优势:
    • 开发简单,开发业务ChannelHandler的不需要关注Netty的线程模型
    • 性能更高:因为减少了一次线程上下文切换,所以性能会更高。
  5. Netty线程池的特点
    • ChannelEventLoopN:1的关系:一个Channel生命周期内只注册一个EventLoop,一个EventLoop可能会给分配给多个Channel,所以如果一个Channel阻塞可能会导致其他在同一个EventLoop上的Channel都阻塞。
    • 一个EventLoopGroup包含一个或者多个EventLoop,一个EventLoop在其生命周期内只与一个Thread绑定(EbeddedEventLoop除外)EventLoopThread负责处理该事件循环内所有的IO事件

代码案例

Handler自定义业务线程池

  1. Handler中自定义业务线程池

        @ChannelHandler.Sharable
        public class EchoServerHandler extends SimpleChannelInboundHandler<String> {
         
         
            public static final ChannelHandler INSTANCE = new EchoServerHandler();
            private static final String LINE = System.getProperty("line.separator");
        
            private EchoServerHandler() {
         
         
            }
            protected static ExecutorService newFixedThreadPool() {
         
         
                final ThreadFactory threadFactory = new ThreadFactoryBuilder()
                        .setNameFormat("netty-business-%d")
                        .setDaemon(false)
                        .build();
                return new ThreadPoolExecutor(200, 200,
                        0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                        new LinkedBlockingQueue<Runnable>(10000),
                        threadFactory);
            }
            final static ListeningExecutorService service = MoreExecutors.listeningDecorator(newFixedThreadPool());
            @Override
            public void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, String msg) {
         
         
                service.submit(new Runnable() {
         
         
                    @Override
                    public void run() {
         
         
                        //模拟耗时任务
                        try
<think>嗯,用户问到了Reactor模式,还有它和NIO的关系,以及为什么Redis和Netty都用了这个模式。我得先理清楚这些概念,确保自己理解正确,然后才能用简单易懂的中文解释清楚。 首先,Reactor模式,我记得这是处理高并发的一种设计模式。可能和事件驱动有关?需要想想它的基本结构。比如,有一个主线程负责监听事件,然后将事件分发给对应的处理程序。这样就能用较少的线程处理多个连接,提高效率。 然后,NIO,也就是非阻塞IO。Java里的NIO库提供了Selector、Channel、Buffer这些组件。Selector可以监听多个Channel的事件,这样单个线程就能管理多个连接,这应该和Reactor模式的主循环类似。所以Reactor模式通常会基于NIO来实现,因为NIO的非阻塞特性允许高效处理大量连接,而不用为每个连接创建线程,减少了资源消耗。 接下来,Redis和Netty使用Reactor模式的原因。Redis是单线程的,但处理速度快,可能因为它使用Reactor模式来处理多个客户端请求,通过事件驱动和非阻塞IO,这样单线程也能高效处理高并发。Netty作为网络框架,需要处理大量连接,Reactor模式帮助它高效管理连接和事件,比如主从Reactor多线程模型,将接受连接和处理IO分开,提高吞吐量。 不过要确认一下,Reactor模式的具体组成部分。比如,Reactor负责监听和分发事件,Handler处理具体事件。同步事件分离器可能对应NIO的Selector,用来检测事件并分派。当有事件发生时,Reactor调用对应的Handler处理。而NIO的Selector正是这样工作的,所以两者结合紧密。 可能用户其实是在学习高并发编程,或者准备面试,想了解这些概念的关系。需要解释清楚Reactor的结构,结合NIO的组件,再举Redis和Netty的例子,说明实际应用中的优势。比如,单线程下如何利用非阻塞IO和事件循环,避免多线程上下文切换的开销,提高性能。 另外,用户可能想知道为什么选择Reactor模式而不是其他模式,比如Proactor。不过问题中没有提到,可能暂时不需要展开。重点放在Reactor和NIO的关系,以及应用案例。 总结回答结构:先定义Reactor模式,组成结构,然后解释NIO如何支持Reactor的实现,最后分析Redis和Netty使用该模式的原因,强调高并发处理能力和资源高效利用。</think>Reactor模式是一种**事件驱动的高性能网络编程模型**,它与NIO技术深度绑定,常用于解决高并发场景下的资源利用率问题。以下是逐层解析: --- ### 一、Reactor模式核心逻辑(比喻版) 想象一家网红餐厅: 1. **唯一的前台(Reactor核心)**:负责登记顾客需求(连接、读、写事件) 2. **服务员线程池(Worker线程)**:前台发现顾客需要点餐/上菜时,**派发任务**给空闲服务员 3. **顾客全程无阻塞**:无需等待服务员空闲,随时可提出新需求 这种模式通过**单线程监听+多线程处理**,用极少资源支撑高并发请求。 --- ### 、与NIO的共生关系 1. **NIO三大支柱**: - **非阻塞Channel**(不用傻等IO就绪) - **Buffer**(数据搬运载体) - **Selector**(多路事件监听器) 2. **完美契合点**: ```java // Reactor核心代码逻辑(伪代码) while(true) { selector.select(); // 阻塞直到有事件 Set<SelectionKey> keys = selector.selectedKeys(); for(SelectionKey key : keys) { if(key.isAcceptable()) { // 处理新连接 } if(key.isReadable()) { // 派发给Worker线程处理 } } } ``` **Selector的单线程轮询机制**天然适配Reactor的事件监听与分发逻辑。 --- ### 三、Redis/Netty的应用场景解析 #### 案例1:Redis单线程架构 - **单Reactor单线程**模型(6.0前): - 所有操作在**主线程**完成(监听+处理) - 依赖内存操作极快,瓶颈在**网络IO**而非CPU - 避免多线程竞争,实现简单 #### 案例2:Netty多级调度 - **主从Reactor多线程**模型: ```text BossGroup(主Reactor) ──专门处理连接事件 │ └─ WorkerGroup(子Reactor)──处理读写事件 + 业务线程池 ``` - **层次化分工**:连接处理 vs IO操作 vs 业务计算 - **资源隔离**:耗时业务不阻塞IO线程 --- ### 四、模式优势总结 | 特性 | 传统阻塞IO | Reactor+NIO | |--------------|----------------|--------------------| | 线程开销 | 1连接=1线程 | 1线程管理万级连接 | | CPU利用率 | 频繁线程切换 | 事件驱动无空转 | | 延迟稳定性 | 并发高时响应陡增 | 平滑处理突发流量 | | 典型应用 | Tomcat BIO模式 | Redis/Netty/Zookeeper | --- ### 五、延伸思考 - **Proactor模式**:异步IO进阶版(如Windows IOCP),但Linux生态更倾向Reactor - **边缘触发(ET) vs 水平触发(LT)**:Netty默认采用LT保证事件可靠性,Redis使用ET追求极致性能 理解Reactor模式是掌握现代高并发框架的基石,其设计思想在云原生时代仍然极具生命力。
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