重新理解通信模型

每个框架都有自己的通信模型，用于处理网络事件。只是不同的框架依据自身的侧重点，对网络通信的要求和实现方式不一样。

我们的网络通信模式发展历程：

• 单线程：一次只能处理一个请求，其他请求阻塞，处理效率低；
• 多线程：一个请求一个连接，大量的创建线程，带来线程切换和维护问题，系统复杂度高；
• 线程池：线程复用，线程管理，但是线程池资源有限，也有线程等待问题。
• Reactor：现代高性能网络 IO 模式，利用事件驱动机制。

0，Reactor

Reactor 模式，反应堆模式，是一种以事件驱动的网络请求处理模式，在许多高性能网络通信框架中都有实现。

在 Reactor 模式中，将网络处理请求分为一个个事件，具体包括读事件、写事件、连接事件。

该模式下，有三个关键组件：reactor、acceptor、handler，分别对应着监听并分发请求，连接请求和处理请求。

基本流程：客户端请求首先都被 reactor 接收，reactor 根据请求类型将请求分发，对于连接请求会分发到 acceptor 组件，他时刻监听者网络状态，对于读请求和写请求则交给 handler 处理。

同时，按照处理方式的不同，reactor 模式又可以分为多种：

单 reactror 单线程：一个 reactor，一个 handler；

缺点：单线程，处理能力慢（相较于这三者来说），redis6.0 以前采用这种方式，比如 keys * 就容易阻塞

单 reactror 多线程：一个 reactor，handler 将请求丢到 worker 线程池，读写事件由线程池处理

充分利用多核能力，redis6.0 引入的多线程机制就是这种模式，但是 redis 具体命令执行的逻辑仍然是单线程。

多 reactor 多线程：mainReactor 负责 acceptor 处理，subReactors 负责 handler 处理

可以看到性能非常强悍了，kafka，netty 都有使用到这种模式。

1，Redis 中的 Reactor

redis 中 reactor 模式的体现是在 IO 多路复用基础上实现的，具体来说 redis 针对不同 os 的 IO 多路复用机制实现了不同的 reactor 模型，比如 mac os 的 kqueue；我们主要说下 Redis 基于 Linux 的 epoll 函数实现的 reactor 模式。注意：只有 epoll 采用了事件驱动的思想。

那 redis 是如何复用 epoll 的呢？

首先通过一个 while 循环不断监听网络事件，根据事件的不同执行不同的处理策略。主要有三类事件，空事件，继续轮询；时间事件，调用时间处理函数；读写事件，这时就需要调用 os 的 io 多路复用机制执行事件捕获了。这里简单提一下多路复用函数 epoll 的工作流程：

epoll 首先通过 epoll_ctl 函数注册一个文件描述符，并监听其他文件描述符状态，如果某个 fd 就绪，便会采用回调机制 callback，激活这个 fd 并把它放到就绪列表中，然后由具体的线程处理。

2，Kafka 中的 Reactor

kafaka 中也依据 Reactor 模式设计了自己的网络通信框架，底层使用 NIO 中的 selector 函数。

首先，broker 中有个 stockerserver 会监听并分派请求，acceptor 处理连接请求，并轮旋选择一个 processor 处理这个连接。这个网络线程处理由参数 num.network.threads=3 控制。然后在 IO 线程中由 work 线程具体执行，num.io.threads=8。执行完之后，会将 reponse 放到响应队列中，然后返回到客户端。其中，每个网络线程都有自己的响应队列。

除此之外，kafka 增加了一个缓存层，RequestChannel，用来缓存那些延时请求，用来处理设置了 ack=all 的 produce 请求

源码中的一些细节：

#SocketServer，管理了两套 acceptor,processor,RequestChannel；包括数据请求 data-plane,控制请求 control-plane;

#KafkaRequestHandlerPool，IO 线程池，实际处理请求的线程，KafkaRequestHandler 匹配并处理不同的请求。

kafka 的请求过程就是网络通信的过程，这里再提一下，为了处理不同的请求，kafka 将请求设置了优先级。分为

数据请求：如 produce 请求，将消息写入到磁盘；fetch 请求，从磁盘或缓存页拉取消息

控制请求：如更新副本及 ISR 的 leaderAndlsr 请求，以及勒令副本下线的 stopReplica 请求等

请求优先级的好处是，可以优先处理部分请求，防止无效的请求处理。比如，在删除主题时，我们会使用 stopreplica 请求，这样即便是 ack=all 的情况下，也无需等待 ack 全部完成，即可执行删除请求，加快了处理速度，避免了无效操作。实现机制是，启动上面提到的两套请求处理模型，并配置不同的 listeners 监听该请求，然后显示指定。

参考链接：

select、poll、epoll 的详细分析

reactor 模式介绍及分类

Redis 中 reactor 模式详解和源码分析