Netty的线程模型

Netty的线程模型是其核心特性之一，主要包括以下几个方面：

线程模型概述
- 作用与重要性：线程模型决定了代码在操作系统、编程语言和框架中的执行方式，对于处理多线程相关的问题至关重要。在网络编程中，合理的线程模型可以提高应用程序的性能、可扩展性和可靠性。
- 常见线程模型
  - 早期Java线程模型：早期Java中多线程处理主要方式是按需创建和启动新的Thread来执行并发任务，这种方式在高负载下工作较差。
  - Java 5引入的线程池模型：通过缓存和重用Thread来提高性能，基本模式是从池的空闲线程列表中选择一个Thread来运行已提交的任务，任务完成后将Thread返回空闲列表重用。
Netty的EventLoop接口
- 基本概念：Netty使用EventLoop来处理连接生命周期内发生的事件，它是协同设计的一部分，结合了并发和网络编程。
- 任务执行方式
  - 事件和任务执行顺序：事件和任务以先进先出（FIFO）的顺序执行，确保字节内容按正确顺序处理，消除数据损坏可能性。
  - 与线程的关系：一个EventLoop由一个永远不会改变的Thread驱动，任务可以直接提交给EventLoop实现进行立即或调度执行。根据配置和可用核心的不同，可能会创建多个EventLoop实例来优化资源使用，单个EventLoop可能会被指派用于服务多个Channel。
Netty 4中的I/O和事件处理
- 处理方式：在Netty 4中，由I/O操作触发的事件将流经安装了一个或多个ChannelHandler的ChannelPipeline，事件的处理逻辑由ChannelHandler实现，这些事件在EventLoop所分配的Thread中进行处理。
- 优势：这种方式解决了Netty 3中出站事件处理可能导致的同步问题，提供了更简单的执行体系架构，消除了在多个ChannelHandler中进行同步的需要。
任务调度
- JDK的任务调度API
  - 早期方式：Java 5之前，任务调度基于java.util.Timer类，使用后台Thread，存在与标准线程相同的限制。
  - 后续改进：Java 5之后，引入了java.util.concurrent包，定义了ScheduledExecutorService接口来进行任务调度。
- Netty的任务调度
  - 实现方式：Netty通过Channel的EventLoop实现任务调度，使用schedule和scheduleAtFixedRate等方法来调度任务。
  - 优势：相比JDK的ScheduledExecutorService，Netty的任务调度在高负载下具有更好的性能，因为它避免了额外线程创建带来的开销。
实现细节
- 线程管理
  - 执行判断：Netty线程模型通过确定当前执行的Thread是否是分配给当前Channel及EventLoop的线程来管理线程。如果是，提交的代码块将直接执行；否则，EventLoop将调度任务到内部队列，下次处理事件时执行。
  - 队列独立性：每个EventLoop都有自己的任务队列，独立于其他EventLoop，确保了任务的独立性和顺序性。
- EventLoop/线程的分配
  - 异步传输：异步传输实现使用少量的EventLoop和Thread，可能会被多个Channel共享，通过顺序循环的方式为新创建的Channel分配EventLoop，以实现均衡分布。
  - 阻塞传输：像OIO这样的阻塞传输，每个Channel都将被分配给一个独立的EventLoop和Thread，确保每个Channel的I/O事件都由唯一的Thread处理。