Netty 是一个高性能、异步事件驱动的网络应用框架，广泛用于构建 TCP/UDP 客户端和服务器。其核心优势之一就是基于 Reactor 线程模型 实现的高效线程管理机制。

一、Netty 的线程模型概述

Netty 使用的是经典的 Reactor 模式（反应堆模式），它是一种基于事件驱动的设计模式，常用于处理并发 I/O 请求。Netty 的线程模型主要分为两个核心组件：

• Boss Group（Acceptor 线程池）
• Worker Group（I/O 线程池）

这两个线程组分别负责接收连接和处理 I/O 读写操作。

二、线程模型结构图（伪代码逻辑）

Client
│
↓
BossGroup (NioEventLoopGroup)
│ 接收新连接
↓
WorkerGroup (NioEventLoopGroup)
│ 处理 I/O 读写
↓
Handler Pipeline（业务逻辑）

三、线程模型详解

1. Boss Group（主 Reactor）

• 负责监听客户端的连接请求（accept）。
• 通常只包含少量线程（默认是 CPU 核心数）。
• 每个线程绑定一个 Selector，负责监听多个 ServerSocketChannel 上的 accept 事件。
• 一旦有新连接建立，Boss 线程会将该连接注册到 Worker Group 中的一个 EventLoop 上。

2. Worker Group（从 Reactor）

• 负责处理所有已建立连接的 I/O 操作（如 read、write、connect 等）。
• 包含多个线/O 操作由这些线程独立处理。
• 每个 EventLoop 绑定一个 Selector，负责监听多个 Channel 的 I/O 事件。
• 所有的 Handler（如编解码器、自定义处理器）都在对应的 EventLoop 线程中执行，确保线程安全。

四、EventLoop 和 EventLoopGroup 的关系

• EventLoopGroup 是一组 EventLoop 的集合。
• 每个 EventLoop 是一个单线程的事件循环，负责处理一组 Channel 的 I/O 事件。
• Netty 默认使用 NioEventLoopGroup，底层基于 Java NIO 的 Selector。

EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(); // 主线程组
EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(); // 工作线程组

注意：在客户端或 UDP 场景下，通常只需要一个 EventLoopGroup 即可。

五、线程调度策略

Netty 的线程调度具有以下特点：

• 无锁化设计：每个 Channel 只绑定到一个固定的 EventLoop，所有操作都在同一个线程内完成，避免了多线程竞争。

• 任务队列：可以通过 eventLoop.execute() 向 EventLoop 提交任务，保证任务在线程内部串行执行。

• 公平分配：当新连接到来时，BossGroup 会以轮询方式选择一个 WorkerGroup 的 EventLoop 来注册 Channel。

六、示例代码（服务端）

package org.example;

public class NettyServer {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1); // 单个线程用于 accept
        EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(); // 默认 CPU 核心数

        try {
            ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
            bootstrap.group(bossGroup, workerGroup)
                    .channel(NioServerSocketChannel.class)
                    .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                        @Override
                        protected void initChannel(SocketChannel ch) {
                            ch.pipeline().addLast(new StringDecoder());
                            ch.pipeline().addLast(new StringEncoder());
                            ch.pipeline().addLast(new SimpleChannelInboundHandler<String>() {
                                @Override
                                protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, String msg) {
                                    System.out.println("收到消息：" + msg);
                                    ctx.writeAndFlush("Echo: " + msg);
                                }
                            });
                        }
                    });

            ChannelFuture future = bootstrap.bind(8080).sync();
            future.channel().closeFuture().sync();
        } finally {
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workerGroup.shutdownGracefully();
        }
    }
}

七、性能优化建议

八、适用场景

• 高并发 TCP/UDP 通信（如游戏服务器、即时通讯）
• RPC 框架底层传输层（如 Dubbo、gRPC）
• MQTT、WebSocket 等协议实现
• 实时数据流处理系统