以前面試只問多線程，現在都開始問響應式編程了！

看完這篇文章你就能有個大體的了解了。

基本介紹

目前比較流行的編程方法論有函數式編程(functional programming)、響應式編程(reactive programming)等。

函數式編程的代表就是工作流模式，而響應式編程的代表就是reactor模式了。

reactor模式廣泛地用于各種RPC框架，例如linux的epoll，redis，netty，kafka等。

事件驅動編程與多線程編程

多線程編程有如下幾個缺點:

• 對于共享資源需要使用鎖結構 容易造成死鎖問題
• 難以Debug
• 多線程破壞了抽象 無法設計出模塊化的程序
• 因為鎖導致回調無法完成
• 想要得到良好的性能很難
• 線程庫不受支持 很多函數不支持線程安全

事件驅動編程有以下幾個特點：

• 一個執行流進程: 沒有CPU的并發
• 在時間上注冊消息(通過回調)
• 事件輪詢等待消息, 調用處理器模型
• 時間處理器沒有搶斷
• 處理器通常是 短生命周期的

兩者相比:

• 事件驅動編發編程盡可能的避免 并發, 而多線程編程則傾向于并發：
• 使用事件驅動更加容易調試
• 在單個CPU上時間驅動程序比線程更加快速
• 事件驅動編程更加面向接口編程
• 多線程提供了真正的并發性

Reactor模式就是一種事件驅動編程的模式，也是IO多路復用的基本設計模式。

他有如下幾個特點

• Reactor模式中會通過分配適當的handler(處理程序)來響應IO事件，類似與AWT 事件處理線程；
• 每個handler執行非阻塞的操作，類似于AWT ActionListeners 事件監聽
• 通過將handler綁定到事件進行管理，類似與AWT addActionListener 添加事件監聽；

基本結構如下

• Handles:句柄，標識OS管理的資源.每個連接由socket句柄表示。
• Synchronous Event Demultiplexer：同步事件多路復用器，在句柄集合上阻塞等待事件的發生。
• Initiation Dispatcher：初始分發器，分發事件處理器的接口。
• Event Handler：事件處理器，指定一個由鉤子方法組成的接口。
• Concrete Event Handler：具體處理事件的方法

整個流程如下：

• 我們注冊Concrete Event Handler到Initiation Dispatcher中。
• Initiation Dispatcher調用每個Event Handler的get_handle接口獲取其綁定的Handle。
• Initiation Dispatcher調用handle_events開始事件處理循環。在這里，Initiation Dispatcher會將步驟2獲取的所有Handle都收集起來，使用Synchronous Event Demultiplexer來等待這些Handle的事件發生。
• 當某個(或某幾個)Handle的事件發生時，Synchronous Event Demultiplexer通知Initiation Dispatcher。
• Initiation Dispatcher根據發生事件的Handle找出所對應的Handler。
• Initiation Dispatcher調用Handler的handle_event方法處理事件。

下面用一個例子來具體說明Reactor模式的運作：

步驟如下：

• 日志服務注冊Logging Acceptor 到初始分發器來處理連接請求；
• 日志服務調用初始分發器的handle_events 方法；
• 初始分發器調用同步事件多路復用器的select 方法，等待連接請求或者日志數據的達到；
• 客戶端連接到日志服務器；
• 初始分發器通知Logging Acceptor 有新連接達到；
• Logging Acceptor 接受新連接；
• Logging Acceptor 創建一個Logging Handler 來為新客戶端服務；
• Logging Handler 將它的socket句柄注冊到初始分發器，并且要求，當socket可讀時，初始分發器通知它；

Reactor線程模型

單線程模型

多線程模型

基于多個反應器的多線程模型

Reactor模式的應用

redis(單線程模型)

Netty(多Reactor線程多Worker線程模型)

Netty的線程模式就是一個實現了Reactor模式的經典模式。

結構對應：

• NioEventLoop ———— Initiation Dispatcher
• Synchronous EventDemultiplexer ———— Selector
• Evnet Handler ———— ChannelHandle
• rConcreteEventHandler ———— 具體的ChannelHandler的實現

模式對應(Netty服務端使用了“多Reactor多線程模式”)

• mainReactor ———— bossGroup(NioEventLoopGroup) 中的某個NioEventLoop
• subReactor ———— workerGroup(NioEventLoopGroup) 中的某個NioEventLoop
• acceptor ———— ServerBootstrapAcceptor
• ThreadPool ———— 用戶自定義線程池

Spring5

2年前 Java 9 發布，其中一個重要的特性就是java.util.concurrent.flow包，它規范了reactive編程中異步非阻塞流處理的背壓(back pressure)問題。java8中的stream可以理解為迭代器模式(Iterator)的實現，而reactive可以理解為觀察者模式(Observer)的實現。Iterator模式是服務線程去拉(pull)數據，而Observer模式是數據主動推(push)給服務線程，如果服務線程消費的太慢或者說數據推送的太快 就會引起阻塞情況 這種現象就叫做背壓，java9推出了reactivestream來規范背壓問題的解決方案。在Java 9之后 Spring5也All in了reactive programming，推出spring reactor包。

References

1.John Ousterhout: Why Threads Are A Bad Idea(for most purposes)

2.Douglas C. Schmidt: Reactor An Object Behavioral Pattern for Demultiplexing and Dispatching Handlers for Synchr

3. Doug Lea: Scalable IO in Java

希望能得到您的 關注、評論、轉發，謝謝！

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的wince支持多线程编程吗_以前面试只问多线程，现在都开始问响应式编程了！我懵了...的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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