核心概念

Reactor 模式是一种事件驱动的设计模式，用于处理并发 I/O 操作。在 Netty 中，Reactor 模式通过 事件循环（EventLoop） 来管理多个连接的 I/O 事件，避免了为每个连接创建线程的开销。

核心思想：一个或多个线程监听多个 I/O 事件，事件就绪后分发给相应的处理器（Handler）进行处理。

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原理与实现

Reactor 模式的三个核心角色

1. Reactor（反应器）：负责监听和分发事件，在 Netty 中对应 EventLoop
2. Handler（处理器）：负责处理具体的业务逻辑，在 Netty 中对应 ChannelHandler
3. Acceptor（接收器）：负责接收新连接，在 Netty 中由 Boss EventLoopGroup 处理

Netty 中的三种 Reactor 线程模型

1. 单 Reactor 单线程模型

EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup(1);
ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
bootstrap.group(group)
    .channel(NioServerSocketChannel.class);

• 特点：一个线程处理所有 I/O 事件（accept、read、write）
• 适用场景：客户端连接少、业务处理简单
• 缺点：性能瓶颈明显，无法充分利用多核 CPU

2. 单 Reactor 多线程模型

EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
bootstrap.group(group)
    .channel(NioServerSocketChannel.class);

• 特点：一个 Reactor 线程处理 I/O 事件，业务逻辑交给线程池
• 优点：业务处理不阻塞 I/O 线程
• 缺点：单个 Reactor 仍可能成为瓶颈

3. 主从 Reactor 多线程模型（Netty 推荐）

EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);      // 主 Reactor
EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();     // 从 Reactor
ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
bootstrap.group(bossGroup, workerGroup)
    .channel(NioServerSocketChannel.class);

• 特点：
  • BossGroup：负责接收新连接（accept）
  • WorkerGroup：负责处理已建立连接的读写事件
• 优点：职责分离，充分利用多核 CPU
• 适用场景：高并发、高性能的服务端应用

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源码关键点

EventLoop 的核心逻辑

// NioEventLoop.run() 核心循环
protected void run() {
    for (;;) {
        // 1. 检测是否有 I/O 事件就绪
        select(wakenUp.getAndSet(false));
        
        // 2. 处理 I/O 事件
        processSelectedKeys();
        
        // 3. 处理异步任务队列
        runAllTasks();
    }
}

事件分发流程

1. Selector.select()：阻塞等待 I/O 事件
2. processSelectedKeys()：处理就绪的 Channel（读/写/连接）
3. pipeline.fireChannelRead()：将事件传递到 ChannelPipeline
4. Handler 链式处理：依次执行业务逻辑

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性能优化与线程安全

优化点

1. 零拷贝：通过 DirectByteBuffer 和 FileRegion 减少数据拷贝
2. 内存池化：使用 PooledByteBufAllocator 复用内存
3. 无锁化设计：每个 Channel 绑定到固定的 EventLoop，避免锁竞争

线程安全保证

• Channel 与 EventLoop 绑定：同一个 Channel 的所有事件都在同一个 EventLoop 线程中处理
• 任务队列机制：其他线程通过 eventLoop.execute() 提交任务，确保线程安全

// 保证线程安全的方式
if (channel.eventLoop().inEventLoop()) {
    // 已在 EventLoop 线程中，直接执行
    doSomething();
} else {
    // 提交到 EventLoop 的任务队列
    channel.eventLoop().execute(() -> doSomething());
}

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总结

面试答题要点：

1. 核心：Reactor 模式通过事件循环机制实现高并发 I/O 处理
2. 三种模型：单 Reactor 单线程、单 Reactor 多线程、主从 Reactor 多线程
3. Netty 推荐：主从 Reactor 模型（BossGroup 负责 accept，WorkerGroup 负责读写）
4. 优势：线程模型清晰、无锁化设计、高性能、易扩展

典型应用：RPC 框架（Dubbo）、消息中间件（RocketMQ）、实时通信系统。