多线程Reactor模式旨在分配多个reactor每一个reactor独立拥有一个selector,在网络通信中大体设计为负责连接的主Reactor,其中在主Reactor的run函数中若selector检测到了连接事件的发生则dispatch该事件。

让负责管理连接的Handler处理连接,其中在这个负责连接的Handler处理器中创建子Handler用以处理IO请求。这样一来连接请求与IO请求分开执行提高通道的并发量。同时多个Reactor带来的好处是多个selector可以提高通道的检索速度

1.1 主服务器

package com.crazymakercircle.ReactorModel;

import com.crazymakercircle.NioDemoConfig;
import com.crazymakercircle.util.Logger; import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.ServerSocketChannel;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger; class MultiThreadEchoServerReactor {
ServerSocketChannel serverSocket;
AtomicInteger next = new AtomicInteger(0);
Selector bossSelector = null;
Reactor bossReactor = null;
//selectors集合,引入多个selector选择器
//多个选择器可以更好的提高通道的并发量
Selector[] workSelectors = new Selector[2];
//引入多个子反应器
//如果CPU是多核的可以开启多个子Reactor反应器,这样每一个子Reactor反应器还可以独立分配一个线程。
//每一个线程可以单独绑定一个单独的Selector选择器以提高通道并发量
Reactor[] workReactors = null; MultiThreadEchoServerReactor() throws IOException { bossSelector = Selector.open();
//初始化多个selector选择器
workSelectors[0] = Selector.open();
workSelectors[1] = Selector.open();
serverSocket = ServerSocketChannel.open(); InetSocketAddress address =
new InetSocketAddress(NioDemoConfig.SOCKET_SERVER_IP,
NioDemoConfig.SOCKET_SERVER_PORT);
serverSocket.socket().bind(address);
//非阻塞
serverSocket.configureBlocking(false); //第一个selector,负责监控新连接事件
SelectionKey sk =
serverSocket.register(bossSelector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
//附加新连接处理handler处理器到SelectionKey(选择键)
sk.attach(new AcceptorHandler()); //处理新连接的反应器
bossReactor = new Reactor(bossSelector); //第一个子反应器,一子反应器负责一个选择器
Reactor subReactor1 = new Reactor(workSelectors[0]);
//第二个子反应器,一子反应器负责一个选择器
Reactor subReactor2 = new Reactor(workSelectors[1]);
workReactors = new Reactor[]{subReactor1, subReactor2};
} private void startService() {
new Thread(bossReactor).start();
// 一子反应器对应一条线程
new Thread(workReactors[0]).start();
new Thread(workReactors[1]).start();
} //反应器
class Reactor implements Runnable {
//每条线程负责一个选择器的查询
final Selector selector; public Reactor(Selector selector) {
this.selector = selector;
} public void run() {
try {
while (!Thread.interrupted()) {
//单位为毫秒
//每隔一秒列出选择器感应列表
selector.select(1000);
Set<SelectionKey> selectedKeys = selector.selectedKeys();
if (null == selectedKeys || selectedKeys.size() == 0) {
//如果列表中的通道注册事件没有发生那就继续执行
continue;
}
Iterator<SelectionKey> it = selectedKeys.iterator();
while (it.hasNext()) {
//Reactor负责dispatch收到的事件
SelectionKey sk = it.next();
dispatch(sk);
}
//清楚掉已经处理过的感应事件,防止重复处理
selectedKeys.clear();
}
} catch (IOException ex) {
ex.printStackTrace();
}
} void dispatch(SelectionKey sk) {
Runnable handler = (Runnable) sk.attachment();
//调用之前attach绑定到选择键的handler处理器对象
if (handler != null) {
handler.run();
}
}
} // Handler:新连接处理器
class AcceptorHandler implements Runnable {
public void run() {
try {
SocketChannel channel = serverSocket.accept();
Logger.info("接收到一个新的连接"); if (channel != null) {
int index = next.get();
Logger.info("选择器的编号:" + index);
Selector selector = workSelectors[index];
new MultiThreadEchoHandler(selector, channel);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
if (next.incrementAndGet() == workSelectors.length) {
next.set(0);
}
}
} public static void main(String[] args) throws IOException {
MultiThreadEchoServerReactor server =
new MultiThreadEchoServerReactor();
server.startService();
} }

按上述的设计思想,在主服务器中实际上设计了三个Reactor,一个主Reactor专门负责连接请求并配已单独的selector,但是三个Reactor的线程Run函数是做的相同的功能,都是根据每个线程内部的selector进行检索事件列表,若注册的监听事件发生了则调用dispactch分发到每个Reactor对应的Handler。

这里需要注意的一开始其实只有负责连接事件的主Reactor在注册selector的时候给相应的key配了一个AcceptorHandler()。

 //第一个selector,负责监控新连接事件
SelectionKey sk =
serverSocket.register(bossSelector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
//附加新连接处理handler处理器到SelectionKey(选择键)
sk.attach(new AcceptorHandler());

但是Reactor的run方法里若相应的selector key发生了便要dispatch到一个Handler。这里其他两个子Reactor的Handler在哪里赋值的呢?其实在处理连接请求的Reactor中便创建了各个子Handler,如下代码所示:

主Handler中先是根据服务器channel创建出客服端channel,在进行子selector与channel的绑定。

                   int index = next.get();
Logger.info("选择器的编号:" + index);
Selector selector = workSelectors[index];
new MultiThreadEchoHandler(selector, channel);

2.1 IO请求handler+线程池

package com.crazymakercircle.ReactorModel;

import com.crazymakercircle.util.Logger;

import java.io.IOException;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors; class MultiThreadEchoHandler implements Runnable {
final SocketChannel channel;
final SelectionKey sk;
final ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);
static final int RECIEVING = 0, SENDING = 1;
int state = RECIEVING;
//引入线程池
static ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(4); MultiThreadEchoHandler(Selector selector, SocketChannel c) throws IOException {
channel = c;
channel.configureBlocking(false); //唤醒选择,防止register时 boss线程被阻塞,netty 处理方式比较优雅,会在同一个线程注册事件,避免阻塞boss
selector.wakeup(); //仅仅取得选择键,后设置感兴趣的IO事件
sk = channel.register(selector, 0);
//将本Handler作为sk选择键的附件,方便事件dispatch
sk.attach(this);
//向sk选择键注册Read就绪事件
sk.interestOps(SelectionKey.OP_READ); //唤醒选择,是的OP_READ生效
selector.wakeup();
Logger.info("新的连接 注册完成"); } public void run() {
//异步任务,在独立的线程池中执行
pool.execute(new AsyncTask());
} //异步任务,不在Reactor线程中执行
public synchronized void asyncRun() {
try {
if (state == SENDING) {
//写入通道
channel.write(byteBuffer); //写完后,准备开始从通道读,byteBuffer切换成写模式
byteBuffer.clear();
//写完后,注册read就绪事件
sk.interestOps(SelectionKey.OP_READ);
//写完后,进入接收的状态
state = RECIEVING;
} else if (state == RECIEVING) {
//从通道读
int length = 0;
while ((length = channel.read(byteBuffer)) > 0) {
Logger.info(new String(byteBuffer.array(), 0, length));
}
//读完后,准备开始写入通道,byteBuffer切换成读模式
byteBuffer.flip();
//读完后,注册write就绪事件
sk.interestOps(SelectionKey.OP_WRITE);
//读完后,进入发送的状态
state = SENDING;
}
//处理结束了, 这里不能关闭select key,需要重复使用
//sk.cancel();
} catch (IOException ex) {
ex.printStackTrace();
}
} //异步任务的内部类
class AsyncTask implements Runnable {
public void run() {
MultiThreadEchoHandler.this.asyncRun();
}
} }

在处理IO请求的Handler中采用了线程池,已达到异步处理的目的。

3.1 客户端

package com.crazymakercircle.ReactorModel;

import com.crazymakercircle.NioDemoConfig;
import com.crazymakercircle.util.Dateutil;
import com.crazymakercircle.util.Logger; import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.util.Iterator;
import java.util.Scanner;
import java.util.Set; /**
* create by 尼恩 @ 疯狂创客圈
**/
public class EchoClient { public void start() throws IOException { InetSocketAddress address =
new InetSocketAddress(NioDemoConfig.SOCKET_SERVER_IP,
NioDemoConfig.SOCKET_SERVER_PORT); // 1、获取通道(channel)
SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open(address);
Logger.info("客户端连接成功");
// 2、切换成非阻塞模式
socketChannel.configureBlocking(false);
//不断的自旋、等待连接完成,或者做一些其他的事情
while (!socketChannel.finishConnect()) { }
Logger.tcfo("客户端启动成功!"); //启动接受线程
Processer processer = new Processer(socketChannel);
new Thread(processer).start(); } static class Processer implements Runnable {
final Selector selector;
final SocketChannel channel; Processer(SocketChannel channel) throws IOException {
//Reactor初始化
selector = Selector.open();
this.channel = channel;
channel.register(selector,
SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE);
} public void run() {
try {
while (!Thread.interrupted()) {
selector.select();
Set<SelectionKey> selected = selector.selectedKeys();
Iterator<SelectionKey> it = selected.iterator();
while (it.hasNext()) {
SelectionKey sk = it.next();
if (sk.isWritable()) {
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(NioDemoConfig.SEND_BUFFER_SIZE); Scanner scanner = new Scanner(System.in);
Logger.tcfo("请输入发送内容:");
if (scanner.hasNext()) {
SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) sk.channel();
String next = scanner.next();
buffer.put((Dateutil.getNow() + " >>" + next).getBytes());
buffer.flip();
// 操作三:发送数据
socketChannel.write(buffer);
buffer.clear();
} }
if (sk.isReadable()) {
// 若选择键的IO事件是“可读”事件,读取数据
SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) sk.channel(); //读取数据
ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);
int length = 0;
while ((length = socketChannel.read(byteBuffer)) > 0) {
byteBuffer.flip();
Logger.info("server echo:" + new String(byteBuffer.array(), 0, length));
byteBuffer.clear();
} }
//处理结束了, 这里不能关闭select key,需要重复使用
//selectionKey.cancel();
}
selected.clear();
}
} catch (IOException ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
} public static void main(String[] args) throws IOException {
new EchoClient().start();
}
}

多线程Reactor模式的更多相关文章

  1. Java进阶(五)Java I/O模型从BIO到NIO和Reactor模式

    原创文章,同步发自作者个人博客,http://www.jasongj.com/java/nio_reactor/ Java I/O模型 同步 vs. 异步 同步I/O 每个请求必须逐个地被处理,一个请 ...

  2. Java I/O模型从BIO到NIO和Reactor模式(转)

    原创文章,转载请务必将下面这段话置于文章开头处(保留超链接).本文转发自技术世界,原文链接 http://www.jasongj.com/java/nio_reactor/ Java I/O模型 同步 ...

  3. reactor模式:多线程的reactor模式

    上文说到单线程的reactor模式 reactor模式:单线程的reactor模式 单线程的reactor模式并没有解决IO和CPU处理速度不匹配问题,所以多线程的reactor模式引入线程池的概念, ...

  4. 什么是Reactor模式,或者叫反应器模式

    Reactor这个词译成汉语还真没有什么合适的,很多地方叫反应器模式,但更多好像就直接叫reactor模式了,其实我觉着叫应答者模式更好理解一些.通过了解,这个模式更像一个侍卫,一直在等待你的召唤,或 ...

  5. Reactor模式通俗解释

    Reactor这个词译成汉语还真没有什么合适的,很多地方叫反应器模式,但更多好像就直接叫reactor模式了,其实我觉着叫应答者模式更好理解一些.通过了解,这个模式更像一个侍卫,一直在等待你的召唤,或 ...

  6. Reactor模式与Proactor模式

    该文章总结了网上资源对这两种模式的描述 原文地址:http://www.cnblogs.com/dawen/archive/2011/05/18/2050358.html 1.标准定义 两种I/O多路 ...

  7. Reactor模式详解

    转自:http://www.blogjava.net/DLevin/archive/2015/09/02/427045.html 前记 第一次听到Reactor模式是三年前的某个晚上,一个室友突然跑过 ...

  8. Reactor模式解析——muduo网络库

    最近一段时间阅读了muduo源码,读完的感受有一个感受就是有点乱.当然不是说代码乱,是我可能还没有完全消化和理解.为了更好的学习这个库,还是要来写一些东西促进一下. 我一边读一边尝试在一些地方改用c+ ...

  9. Reactor模式

    对象行为类的设计模式,对同步事件分拣和派发.别名Dispatcher(分发器) Reactor模式是处理并发I/O比较常见的一种模式,用于同步I/O,中心思想是将所有要处理的I/O事件注册到一个中心I ...

随机推荐

  1. python socket zmq

    本篇博客将介绍zmq应答模式,所谓应答模式,就是一问一答,规则有这么几条 1. 必须先提问,后回答 2. 对于一个提问,只能回答一次 3. 在没有收到回答前不能再次提问 上代码,服务端: #codin ...

  2. 【c++ Prime 学习笔记】第15章 面向对象程序设计

    15.1 OOP:概述 面向对象程序设计(object-oriented programming)的核心思想是:数据抽象.继承.动态绑定 使用数据抽象,可将类的接口与实现分离 使用继承,可定义相似的类 ...

  3. 【数据结构与算法Python版学习笔记】递归(Recursion)——定义及应用:分形树、谢尔宾斯基三角、汉诺塔、迷宫

    定义 递归是一种解决问题的方法,它把一个问题分解为越来越小的子问题,直到问题的规模小到可以被很简单直接解决. 通常为了达到分解问题的效果,递归过程中要引入一个调用自身的函数. 举例 数列求和 def ...

  4. Java中的函数式编程(六)流Stream基础

    写在前面 如果说函数式接口和lambda表达式是Java中函数式编程的基石,那么stream就是在基石上的最富丽堂皇的大厦. 只有熟悉了stream,你才能说熟悉了Java 的函数式编程. 本文主要介 ...

  5. 【二食堂】Beta - Scrum Meeting 10

    Scrum Meeting 10 例会时间:5.25 18:30~18:50 进度情况 组员 当前进度 今日任务 李健 1. 继续文本导入.保存部分的工作issue 2. 完成了技术博客 1. 继续文 ...

  6. UltraSoft - Alpha - Scrum Meeting 3

    Date: Apr 15th, 2020. 会议内容为 贡献分确定与进度汇报. Scrum 情况汇报 进度情况 组员 负责 昨日进度 后两日任务 CookieLau PM.后端 学习前后端分离技术的项 ...

  7. 人人都写过的5个Bug!

    大家好,我是良许. 计算机专业的小伙伴,在学校期间一定学过 C 语言.它是众多高级语言的鼻祖,深入学习这门语言会对计算机原理.操作系统.内存管理等等底层相关的知识会有更深入的了解,所以我在直播的时候, ...

  8. 安装hexo博客

    前言 ** 跟着步骤一步一步来进行安装 ** 准备环境:node.js和包管理器npm 1:查看包文件 接着安装 淘宝镜像源 sudo这个需要添加获取文件夹访问权限 sudo npm install ...

  9. python生成有声小说模拟真人发音

    生成有声小说原理 文字是1500字内的生成微软文档说说 用代码实现小说爬取正本 实现每章小说1450字 实现自动剪切后添加封面 实现自动上传 用python代码实现爬取小说,本案列以一本小说为实列代码 ...

  10. Pytorch中stack()方法的理解

    Torch.stack() 1. 概念 在一个新的维度上连接一个张量序列 2. 参数 tensors (sequence)需要连接的张量序列 dim (int)在第dim个维度上连接 注意输入的张量s ...