無論是C++還是Java編寫的網絡框架，大多數都是基於Reactor模式進行設計和開發，Reactor模式基於事件驅動，特別適合處理海量的I/O事件。
1. 單線程模型
Reactor單線程模型，指的是所有的IO操作都在同一個NIO線程上面完成，NIO線程的職責如下：
1）作為NIO服務端，接收客戶端的TCP連接；
2）作為NIO客戶端，向服務端發起TCP連接；
3）讀取通信對端的請求或者應答消息；
4）向通信對端發送消息請求或者應答消息。
Reactor單線程模型示意圖如下所示：
圖1-1 Reactor單線程模型
由於Reactor模式使用的是異步非阻塞IO，所有的IO操作都不會導致阻塞，理論上一個線程可以獨立處理所有IO相關的操作。從架構層面看，一個NIO線程確實可以完成其承擔的職責。例如，通過Acceptor類接收客戶端的TCP連接請求消息，鏈路建立成功之后，通過Dispatch將對應的ByteBuffer派發到指定的Handler上進行消息解碼。用戶線程可以通過消息編碼通過NIO線程將消息發送給客戶端。
對於一些小容量應用場景，可以使用單線程模型。但是對於高負載、大並發的應用場景卻不合適，主要原因如下：
1）一個NIO線程同時處理成百上千的鏈路，性能上無法支撐，即便NIO線程的CPU負荷達到100%，也無法滿足海量消息的編碼、解碼、讀取和發送；
2）當NIO線程負載過重之后，處理速度將變慢，這會導致大量客戶端連接超時，超時之后往往會進行重發，這更加重了NIO線程的負載，最終會導致大量消息積壓和處理超時，成為系統的性能瓶頸；
3）可靠性問題：一旦NIO線程意外跑飛，或者進入死循環，會導致整個系統通信模塊不可用，不能接收和處理外部消息，造成節點故障。
為了解決這些問題，演進出了Reactor多線程模型，下面我們一起學習下Reactor多線程模型。
2. 多線程模型
Rector多線程模型與單線程模型最大的區別就是有一組NIO線程處理IO操作，它的原理圖如下：
圖1-2 Reactor多線程模型
Reactor多線程模型的特點：
1）有專門一個NIO線程-Acceptor線程用於監聽服務端，接收客戶端的TCP連接請求；
2）網絡IO操作-讀、寫等由一個NIO線程池負責，線程池可以采用標准的JDK線程池實現，它包含一個任務隊列和N個可用的線程，由這些NIO線程負責消息的讀取、解碼、編碼和發送；
3）1個NIO線程可以同時處理N條鏈路，但是1個鏈路只對應1個NIO線程，防止發生並發操作問題。
在絕大多數場景下，Reactor多線程模型都可以滿足性能需求；但是，在極個別特殊場景中，一個NIO線程負責監聽和處理所有的客戶端連接可能會存在性能問題。例如並發百萬客戶端連接，或者服務端需要對客戶端握手進行安全認證，但是認證本身非常損耗性能。在這類場景下，單獨一個Acceptor線程可能會存在性能不足問題，為了解決性能問題，產生了第三種Reactor線程模型-主從Reactor多線程模型。
3. 主從多線程模型
主從Reactor線程模型的特點是：服務端用於接收客戶端連接的不再是個1個單獨的NIO線程，而是一個獨立的NIO線程池。Acceptor接收到客戶端TCP連接請求處理完成后（可能包含接入認證等），將新創建的SocketChannel注冊到IO線程池（sub reactor線程池）的某個IO線程上，由它負責SocketChannel的讀寫和編解碼工作。Acceptor線程池僅僅只用於客戶端的登陸、握手和安全認證，一旦鏈路建立成功，就將鏈路注冊到后端subReactor線程池的IO線程上，由IO線程負責后續的IO操作。
它的線程模型如下圖所示：
圖1-3 主從Reactor多線程模型
利用主從NIO線程模型，可以解決1個服務端監聽線程無法有效處理所有客戶端連接的性能不足問題。因此，在Netty的官方demo中，推薦使用該線程模型。
它的工作流程總結如下：
- 從主線程池中隨機選擇一個Reactor線程作為Acceptor線程，用於綁定監聽端口，接收客戶端連接；
- Acceptor線程接收客戶端連接請求之后創建新的SocketChannel，將其注冊到主線程池的其它Reactor線程上，由其負責接入認證、IP黑白名單過濾、握手等操作；
- 步驟2完成之后，業務層的鏈路正式建立，將SocketChannel從主線程池的Reactor線程的多路復用器上摘除，重新注冊到Sub線程池的線程上，用於處理I/O的讀寫操作。
事實上，Netty的線程模型並非固定不變，通過在啟動輔助類中創建不同的EventLoopGroup實例並通過適當的參數配置，就可以支持上述三種Reactor線程模型。正是因為Netty 對Reactor線程模型的支持提供了靈活的定制能力，所以可以滿足不同業務場景的性能訴求。
參考資料
Netty系列之Netty高性能之道：http://www.infoq.com/cn/articles/netty-high-performance