Reactor与NIO

1. Reactor的由来

Reactor是一种广泛应用在服务器端开发的设计模式。Reactor中文大多译为“反应堆”，我当初接触这个概念的时候，就感觉很厉害，是不是它的原理就跟“核反应”差不多？后来才知道其实没有什么关系，从Reactor的兄弟“Proactor”（多译为前摄器）就能看得出来，这两个词的中文翻译其实都不是太好，不够形象。实际上，Reactor模式又有别名“Dispatcher”或者“Notifier”，我觉得这两个都更加能表明它的本质。

那么，Reactor模式究竟是个什么东西呢？这要从事件驱动的开发方式说起。我们知道，对于应用服务器，一个主要规律就是，CPU的处理速度是要远远快于IO速度的，如果CPU为了IO操作（例如从Socket读取一段数据）而阻塞显然是不划算的。好一点的方法是分为多进程或者线程去进行处理，但是这样会带来一些进程切换的开销，试想一个进程一个数据读500ms，期间进程切换到它3次，但是CPU却什么都不能干，就这么切换走了，是不是也不划算？

这时先驱们找到了事件驱动，或者叫回调的方式，来完成这件事情。这种方式就是，应用业务向一个中间人注册一个回调（event handler），当IO就绪后，这个中间人产生一个事件，并通知handler进行处理。这种回调的方式，也体现了“好莱坞原则”——“Don‘t call us,we‘ll call you”。

好了，我们现在来看Reactor模式。在前面事件驱动的例子里有个问题：我们如何知道IO就绪就个事件，谁来充当这个中间人？Reactor模式的答案是：由一个不断等待和循环的单独进程（线程）来做这件事，它接受所有handler的注册，并负责先操作系统查询IO是否就绪，在就绪后就调用指定handler进行处理，这个角色的名字就叫做Reactor。

2. Reactor与NIO

Java中的NIO可以很好的和Reactor模式结合。关于NIO中的Reactor模式，我想没有什么资料能比Doug Lea大神（不知道Doug Lea?看看JDK集合包和并发包的作者吧）在《Scalable IO in Java》解释的更简洁和全面了。NIO中Reactor的核心是Selector，我写了一个简单的Reactor示例，注意这里有一个核心的Reactor的循环（这种循环结构又叫做EventLoop）：

package us.codecraft.netty.reactor;
import java.io.IOException;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.SocketChannel;

public class Handler implements Runnable {
    final SocketChannel socket = null;
    final SelectionKey sk;
    Handler(Selector sel) throws IOException{
        socket.configureBlocking(false);
        sk = socket.register(sel,0);
        sk.attach(this);
        sk.interestOps(SelectionKey.OP_READ);
        sel.wakeup();
    }
    @Override
    public void run(){
        //TODO:处理逻辑
    }
}

package us.codecraft.netty.reactor;
import java.io.IOException;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;

public class Reactor implements Runnable{
    Selector selector;
    public Reactor() throws IOException {
        selector = Selector.open();
    }
    public void run(){
        try{
            while(!Thread.interrupted()){
                //循环，等待事件
                selector.select();
                Set selected = selector.selectedKeys();
                Interator it = selected.iterator();
                while(it.hasNext())
                    //调用handler，处理事件
                    dispatch((SelectionKey)(it.next()));
                selected.clear();
            }
        }catch(IOException ex){
        }
    }
    void dispatch(SelectionKey k) {
        Runnable r = (Runnable) (k.attachment());
        if(r != null) r.run();
    }
}

package us.codecraft.netty.reactor;
import java.io.IOException;
public class Main{
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Reactor  reactor = new Reactor();
        new Handler(reactor.selector);
        reactor.run();
    }
}

原文：http://my.oschina.net/fhd/blog/378815