Netty Reator(二)Scalable IO in Java

Netty 系列目录 (https://www.cnblogs.com/binarylei/p/10117436.html)

相关文章:

Doug Lea 大神的《Scalable IO in Java》http://gee.cs.oswego.edu/dl/cpjslides/nio.pdf:可伸缩的 IO 模型

大部分 IO 都是下面这个步骤,

  • Read request
  • Decode request
  • Process service
  • Encode reply
  • Send reply

一、经典的网络 IO 模型

传统的 IO 模型是一个 socket 一个线程,代码如下:

class Server implements Runnable {
public void run() {
try {
ServerSocket ss = new ServerSocket(PORT);
while (!Thread.interrupted())
new Thread(new Handler(ss.accept())).start(); //创建新线程来handle
// or, single-threaded, or a thread pool
} catch (IOException ex) { /* ... */ }
} static class Handler implements Runnable {
final Socket socket;
Handler(Socket s) { socket = s; }
public void run() {
try {
byte[] input = new byte[MAX_INPUT];
socket.getInputStream().read(input);
byte[] output = process(input);
socket.getOutputStream().write(output);
} catch (IOException ex) { /* ... */ }
}
private byte[] process(byte[] cmd) { /* ... */ }
}
}

显然简单的多线程会带来扩展性问题,当 client 数量变的很多的时候,还其他的可用性、性能的问题。解决方法就是 Divide-and-conquer,分开后,就需要 Event-driven Designs 来串联起来...

二、单线程( BasicReactor Design)

所有事情 read、process、write 都由单个线程完成,完成一步重新设置下一步的 event。问题当然就是,其中任何步骤阻塞其它任务就阻塞了,因为只有一个线程。

class Reactor implements Runnable {
final Selector selector;
final ServerSocketChannel serverSocket; Reactor(int port) throws IOException { // Reactor 初始化
selector = Selector.open();
serverSocket = ServerSocketChannel.open();
serverSocket.socket().bind(new InetSocketAddress(port));
serverSocket.configureBlocking(false); // 非阻塞
SelectionKey sk = serverSocket.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); // 分步处理,第一步,接收accept事件
sk.attach(new Acceptor()); //attach callback object, Acceptor
} public void run() {
try {
while (!Thread.interrupted()) {
selector.select();
Set selected = selector.selectedKeys();
Iterator it = selected.iterator();
while (it.hasNext())
dispatch((SelectionKey)(it.next()); //Reactor负责dispatch收到的事件
selected.clear();
}
} catch (IOException ex) { /* ... */ }
} void dispatch(SelectionKey k) {
Runnable r = (Runnable)(k.attachment()); //调用之前注册的callback对象
if (r != null)
r.run();
} class Acceptor implements Runnable { // inner
public void run() {
try {
SocketChannel c = serverSocket.accept();
if (c != null)
new Handler(selector, c);
}
catch(IOException ex) { /* ... */ }
}
}
} final class Handler implements Runnable {
final SocketChannel socket;
final SelectionKey sk;
ByteBuffer input = ByteBuffer.allocate(MAXIN);
ByteBuffer output = ByteBuffer.allocate(MAXOUT);
static final int READING = 0, SENDING = 1;
int state = READING; Handler(Selector sel, SocketChannel c) throws IOException {
socket = c; c.configureBlocking(false);
// Optionally try first read now
sk = socket.register(sel, 0);
sk.attach(this); //将Handler作为callback对象
sk.interestOps(SelectionKey.OP_READ); //第二步,接收Read事件
sel.wakeup();
}
boolean inputIsComplete() { /* ... */ }
boolean outputIsComplete() { /* ... */ }
void process() { /* ... */ } public void run() {
try {
if (state == READING) read();
else if (state == SENDING) send();
} catch (IOException ex) { /* ... */ }
} void read() throws IOException {
socket.read(input);
if (inputIsComplete()) {
process();
state = SENDING;
// Normally also do first write now
sk.interestOps(SelectionKey.OP_WRITE); //第三步,接收write事件
}
}
void send() throws IOException {
socket.write(output);
if (outputIsComplete()) sk.cancel(); //write完就结束了, 关闭select key
}
} //上面 的实现用Handler来同时处理Read和Write事件, 所以里面出现状态判断
//我们可以用State-Object pattern来更优雅的实现
class Handler { // ...
public void run() { // initial state is reader
socket.read(input);
if (inputIsComplete()) {
process();
sk.attach(new Sender()); //状态迁移, Read后变成write, 用Sender作为新的callback对象
sk.interest(SelectionKey.OP_WRITE);
sk.selector().wakeup();
}
}
class Sender implements Runnable {
public void run(){ // ...
socket.write(output);
if (outputIsComplete()) sk.cancel();
}
}
}

单线程模式的局限还是比较明显的。所以改进是将比较耗时的部分,从 reactor 线程中分离出去,让 reactor 专门负责 IO,而另外创建 Thread Pool 和 queue 来缓存和处理任务。所以其实已经进化成 Proactor 模式,异步模式。

三、多线程(Worker Threads)

class Handler implements Runnable {
// uses util.concurrent thread pool
static PooledExecutor pool = new PooledExecutor(...);
static final int PROCESSING = 3;
// ...
synchronized void read() { // ...
socket.read(input);
if (inputIsComplete()) {
state = PROCESSING;
pool.execute(new Processer()); //使用线程pool异步执行
}
} synchronized void processAndHandOff() {
process();
state = SENDING; // or rebind attachment
sk.interest(SelectionKey.OP_WRITE); //process完,开始等待write事件
} class Processer implements Runnable {
public void run() { processAndHandOff(); }
}
}

使用多个 reactor 进程,主 reactor 只负责 accept,然后将接收到的 socketchannel 交给 Thread Pool 去处理。

四、主从(Multiple Reactor Threads)

Selector[] selectors; // 一个 selector 代表一个 subReactor
int next = 0;
class Acceptor { // ...
public synchronized void run() { ...
Socket connection = serverSocket.accept(); // 主 selector 负责 accept
if (connection != null)
new Handler(selectors[next], connection); //选个 subReactor 去负责接收到的 connection
if (++next == selectors.length) next = 0;
}
}

每天用心记录一点点。内容也许不重要,但习惯很重要!

Netty Reator(二)Scalable IO in Java的更多相关文章

  1. 【精尽Netty源码解析】1.Scalable IO in Java——多Reactor的代码实现

    Java高伸缩性IO处理 在Doug Lea大神的经典NIO框架文章<Scalable IO in Java>中,具体阐述了如何把Reactor模式和Java NIO整合起来,一步步理论结 ...

  2. 《Scalable IO in Java》译文

    <Scalable IO in Java> 是java.util.concurrent包的作者,大师Doug Lea关于分析与构建可伸缩的高性能IO服务的一篇经典文章,在文章中Doug L ...

  3. 一文弄懂-《Scalable IO In Java》

    目录 一. <Scalable IO In Java> 是什么? 二. IO架构的演变历程 1. Classic Service Designs 经典服务模型 2. Event-drive ...

  4. 学习 Doug Lea 大神写的——Scalable IO in Java

    学习 Doug Lea 大神写的--Scalable IO in Java 网络服务 Web services.分布式对象等等都具有相同的处理结构 Read request Decode reques ...

  5. 《Scalable IO in Java》笔记

    Scalable IO in Java http://gee.cs.oswego.edu/dl/cpjslides/nio.pdf 基本上所有的网络处理程序都有以下基本的处理过程:Read reque ...

  6. Scalable IO in Java

    Scalable IO in Java http://gee.cs.oswego.edu/dl/cpjslides/nio.pdf 大部分IO都是下面这个步骤, Most have same basi ...

  7. Scalable IO in Java【java高效IO】

    第一次翻译,如有错误,请指正 1.Outline 大纲Scalable network services  高效网络服务 Event-driven processing  事件驱动处理 Reactor ...

  8. Java基础(十二)IO输入输出

    一.IO 概述 1.IO 概念 IO:I 代表 Input 输入:O 代表 Output 输出. Java 中 IO 是以流为基础进行输入输出,所有的数据被串行化(保存)写入输出流,或者从输入流读入. ...

  9. NetCore Netty 框架 BT.Netty.RPC 系列随讲 二 WHO AM I 之 NETTY/NETTY 与 网络通讯 IO 模型之关系?

    一:NETTY 是什么? Netty 是什么?  这个问题其实百度上一搜一堆. 这是官方话的描述:Netty 是一个基于NIO的客户.服务器端编程框架,使用Netty 可以确保你快速和简单的开发出一个 ...

随机推荐

  1. Parallax Mapping

    [Parallax Mapping] Parallax mapping belongs to the family of displacement mapping techniques that di ...

  2. MySQL Keynote

    [MySQL Keynote] 1.Keywords may be entered in any lettercase. The following queries are equivalent: 2 ...

  3. GreaseMonkey开发(一):第一个自定义插件Hello GreaseMonkey!

    GreaseMonkey最好在火狐浏览器上使用,下载好GreaseMonkey,重启浏览器右上角会出现一只小猴子. 新建一个脚本. 确定,填入代码保存. // ==UserScript== // @n ...

  4. pyinstaller linux系统下打包python源文件

    将python程序放在其他linux服务器中执行,通常linux服务器中默认安装python2.6,很多情况下需要升级为2.7  且要安装程序中需要的第三方模块,配置较为麻烦,所以通过在本地linux ...

  5. Ext.js多文件选择上传,

    工作了之后来到了一家用Ext.js的公司, 一开始的时候做项目, 我被分给一个做一个单表的增删改查, 再加上文件上传功能, 带我的老师让我自己研究一下Ext.js怎么多文件选择上传, 并且能获取到上传 ...

  6. xshell 5 书写汉字乱码

    使用win10安装xshell5后发现使用xshell连接虚拟机后,能识别中文但是无法输入中文了   控制面板--语言   删除除中文输入法之外的所有输入法和美式键盘 然后就可以正常输入中文了,为了英 ...

  7. Python之逻辑回归模型来预测

    建立一个逻辑回归模型来预测一个学生是否被录取. import numpy as np import pandas as pd import matplotlib.pyplot as plt impor ...

  8. HDFS 总结

    HDFS是一个分布式文件存储系统 Client  提交读写请求(拆分blocksize) NameNode 全局把控(知道blocksize的地址) dataNode 存储数据(将数据存储进去,且以P ...

  9. 不包含数据和字母的Webshell

        在做php20中的challenge5时学习到了php中可代替数字和字母的符号,悲剧的是这道题没做出来,目前先整理知识点吧555555555555     情况是:很多时候在敏感地方WAF会阻 ...

  10. Jmeter 录制脚本(二)

    1)选择WorkBench,右键 Add -> Non-Test Elements -> HTTP(S) Test Script Recorder 2)在HTTP(S) Test Scri ...