Project Reactor源码阅读-Scheduler

Reacor在进行线程切换(subscribeOn/publishOn)以及并行计算(runOn)都会使用Scheduler。

通过前面的源码分析，我们知道对于每次切换，实际上都会先基于选择的Scheduler，创建一个对应的Worker，真正异步执行是通过调用Worker#schedule()实现的。

本文主要分析各种Scheduler实现原理。

立即调度-ImmediateScheduler

通过Schedulers.immediate()创建，在调用者线程立即执行任务，底层就是直接调用run()方法执行。

单线程池调度-SingleScheduler

通过Schedulers.single()创建，底层是一个单线程池，将任务交给改单线程池执行。

通过Schedulers.newSingle("test")形式，会为创建名称为test的单线程池。

弹性调度-ElasticScheduler

通过Schedulers.elatic()创建，底层实现比较复杂，我们详细分析一下。

代码示例

@Test
public void testElastic() {
    Scheduler scheduler = Schedulers.elastic();
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        scheduler.schedule(new Task(i, 1000));
    }
    sleep(10000);
}

直接调用scheduler.schedule()提交任务，并发执行。

@Test
public void testElasticWorker() {
    Scheduler.Worker worker = Schedulers.elastic().createWorker();
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        worker.schedule(new Task(i, 1000));
    }
    sleep(10000);
}

调用同一个worker提交任务，异步执行，但是实际上只有1个线程在工作。

Schedulers#elatic()

涉及到到的3个静态常量如下：

static AtomicReference<CachedScheduler> CACHED_ELASTIC = new AtomicReference<>();
static final String ELASTIC  = "elastic"; 
static final Supplier<Scheduler> ELASTIC_SUPPLIER =
      () -> newElastic(ELASTIC, ElasticScheduler.DEFAULT_TTL_SECONDS, true);

Schedulers#cache()

这里的目的是缓存Scheduler，重点是调用supplier.get()，实际执行 newElastic(ELASTIC, ElasticScheduler.DEFAULT_TTL_SECONDS, true);

Schedulers#newElastic()

实际上会调用Factory#newElatic()来创建Scheduler。

Factory#newElastic()

Factory里面创建了ElasticScheduler对象。后续一般都调用createWorker()方法。

我们可以自定义实现Factory接口，实现全局覆盖Schedulers行为。

ElasticScheduler#createWorker()

先调用pick()方法，然后创建ElasticWorker对象。

ElasticScheduler#pick()

1. 优先从cache中拿数据，如果存在，直接返回缓存对象。
2. 否则创建CacheService。

cache实际上就是对CacheService进行缓存，因为该对象底层包含线程池，资源消耗高，应该尽可能复用。

在调用dispose()时，会将当前cacheService加入到cache中。

CachedService

重点是调用了ElasticScheduler#get()获取线程池。

ElasticScheduler#get()

每次都创建了一个单线程池！

当我们使用Worker异步执行任务时，实际上是将任务交给对应的单线程池执行。接下来看看为什么直接调用ElasticScheduler#schedule()就能多线程并发执行任务？

ElasticScheduler#schedule()

每次都会重新选择CachedService来执行任务，因此能多线程并发执行任务。

有点类似线程池缓存，只不过一个是针对线程，另一个是针对单线程池。

有边界弹性调度-BoundedElasticScheduler

使用ElaticScheduler有OOM风险：

1. 可能创建非常多CacheService对象，即可能创建非常多的单线程池。
2. 可能提交非常多任务。

针对这两个问题，Reactor推荐使用BoundedElasticScheduler，该Scheduler加上了边界限制。

具体来说是增加了线程容量限制和任务队列容量限制，默认为10倍核心线程数和100000, 均可通过配置进行修改。

BoundedElasticScheduler只是在原有ElasticScheduler加上边界限制，底层仍然是单线程池。

并行调度-ParallelScheduler

在启动时，会按照一定数量(默认cpu数量)创建单线程池，创建Worker时会选择一个单线程池。能实现并行调度，是因为会创建多个Worker。

为何底层都是单线程池

不管是弹性调度还是并行调度，Reactor底层都是基于单线程池来实现的。原因在于对于一个流水线上面的操作，理应都是串行处理的。如果使用多个线程的线程池，会存在资源浪费。考虑以下这个例子：

@Test
public void test() {
    delayPublishFlux(10, 1, 100)
            .publishOn(Schedulers.fromExecutorService(Executors.newFixedThreadPool(100)))
            .doOnNext(x -> sleep(1000))
            .subscribe(i -> logInt(i, "消费"));
    sleep(100000);
}

在分析publishOn()源码中，我们知道此时上游的数据是交由Worker异步添加到队列的，此时实际会有多个线程执行。但是下游消费能力有限，根本没必要用多个线程来做。

委派调度-DelegateServiceScheduler

将任务委派给指定的ExecutorService执行。