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Reactor 是 NIO 的基礎(chǔ)。為什么 NIO 的性能就能夠比傳統(tǒng)的阻塞 I/O 性能高呢？我們首先來(lái)看一下傳統(tǒng)阻塞式 I/O 的一些特點(diǎn)。

非阻塞 I/O 模型

其實(shí)，在處理 I/O 動(dòng)作時(shí)，有大部分時(shí)間是在等待。比如，socket 連接要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行連接操作，在完成連接的這段時(shí)間內(nèi)，它并沒(méi)有占用額外的系統(tǒng)資源，但它只能阻塞等待在線程中。這種情況下，系統(tǒng)資源并不能被合理利用。

JAVA 的 NIO，在 linux 上底層是使用 epoll 實(shí)現(xiàn)的。epoll 是一個(gè)高性能的多路復(fù)用 I/O 工具，改進(jìn)了 select 和 poll 等工具的一些功能。在網(wǎng)絡(luò)編程中，對(duì) epoll 概念的一些理解，幾乎是面試中必問(wèn)的問(wèn)題。

epoll 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是直接在內(nèi)核上進(jìn)行支持的，通過(guò) epoll_create 和 epoll_ctl 等函數(shù)的操作，可以構(gòu)造描述符（fd）相關(guān)的事件組合（event）。

這里有兩個(gè)比較重要的概念：

fd 每條連接、每個(gè)文件，都對(duì)應(yīng)著一個(gè)描述符，比如端口號(hào)。內(nèi)核在定位到這些連接的時(shí)候，就是通過(guò) fd 進(jìn)行尋址的。

event 當(dāng) fd 對(duì)應(yīng)的資源，有狀態(tài)或者數(shù)據(jù)變動(dòng)，就會(huì)更新 epoll_item 結(jié)構(gòu)。在沒(méi)有事件變更的時(shí)候，epoll 就阻塞等待，也不會(huì)占用系統(tǒng)資源；一旦有新的事件到來(lái)，epoll 就會(huì)被激活，將事件通知到應(yīng)用方。

關(guān)于 epoll 還會(huì)有一個(gè)面試題，相對(duì)于 select，epoll 有哪些改進(jìn)？

你可以這樣回答：

epoll 不再需要像 select 一樣對(duì) fd 集合進(jìn)行輪詢(xún)，也不需要在調(diào)用時(shí)將 fd 集合在用戶態(tài)和內(nèi)核態(tài)進(jìn)行交換；

應(yīng)用程序獲得就緒 fd 的事件復(fù)雜度，epoll 是 O(1)，select 是 O(n)；

select 最大支持約 1024 個(gè) fd，epoll 支持 65535個(gè)；

select 使用輪詢(xún)模式檢測(cè)就緒事件，epoll 采用通知方式，更加高效。

Reactor 模式

模型 里面有四個(gè)主要元素：

Acceptor處理 client 的連接，并綁定具體的事件處理器；

Event具體發(fā)生的事件，比如圖中sub的read、send等；

Handler執(zhí)行具體事件的處理者，比如處理讀寫(xiě)事件的具體邏輯；

Reactor將具體的事件分配（dispatch）給 Handler。

mAInReactor負(fù)責(zé)監(jiān)聽(tīng)處理新的連接，然后將后續(xù)的事件處理交給 subReactor；

subReactor對(duì)事件處理的方式，也由阻塞模式變成了多線程處理，引入了任務(wù)隊(duì)列的模式。

面試官可能會(huì)問(wèn)你：為什么我在使用 NIO 時(shí)，使用 Channel 進(jìn)行讀寫(xiě)，socket 的操作依然是阻塞的？NIO 的作用主要體現(xiàn)在哪里？

這時(shí)你可以回答：NIO 只負(fù)責(zé)對(duì)發(fā)生在 fd 描述符上的事件進(jìn)行通知。事件的獲取和通知部分是非阻塞的，但收到通知之后的操作，卻是阻塞的，即使使用多線程去處理這些事件，它依然是阻塞的。

AIO 更近一步，將這些對(duì)事件的操作也變成非阻塞的。下面是一段典型的 AIO 代碼，它通過(guò)注冊(cè) CompletionHandler 回調(diào)函數(shù)進(jìn)行事件處理。這里的事件是隱藏的，比如 read 函數(shù)，它不僅僅代表 Channel 可讀了，而且會(huì)把數(shù)據(jù)自動(dòng)的讀取到 ByteBuffer 中。等完成了讀取，就會(huì)通過(guò)回調(diào)函數(shù)通知你，進(jìn)行后續(xù)的操作。