本文基础是需要有Netty的使用经验，如果没有编码经验，可以参考官网给的例子：https://netty.io/wiki/user-guide-for-4.x.html。另外本文也是针对的是Netty 4.1.x版本的。
本文主要介绍Netty线程模型及其实现，介绍Netty线程模型前，首先会介绍下经典的Reactor线程模型，目前大多数网络框架都是基于Reactor模式进行设计和开发，Reactor模式基于事件驱动，有一个或多个并发输入源，有一个Service Handler，有多个Request Handlers。这个Service Handler会同步的将输入的请求（Event）多路复用的分发给相应的Request Handler，非常适合处理海量的I/O事件。下面简单介绍下Reactor模式及其线程模型。
如图所示，由于Reactor模式使用的是异步非阻塞IO，所有的IO操作都不会导致阻塞。通常Reactor线程中聚合了多路复用器负责监听网络事件，当有新连接到来时，触发连接事件，Disdatcher负责使用Acceptor接受客户端连接，建立通信链路。当I/O事件就绪后，Disdatcher负责将事件分发到对应的event handler上负责处理。
该模型的缺点很明显，不适用于高负载、高并发的应用场景；由于只有一个Reactor线程，一旦故障，整个系统通信模块将不可用。
该模型的特点：
绝大多数场景下，Reactor多线程模型都可以满足性能需求，但是，在极个别特殊场景中，一个Reactor线程负责监听和处理所有的客户端连接可能会存在性能问题。例如并发百万客户端连接，或者服务端需要对客户端握手进行安全认证，但是认证本身非常损耗性能。因此，诞生了第三种线程模型。
该模型的特点：
Netty同时支持Reactor单线程模型 、Reactor多线程模型和Reactor主从多线程模型，用户可根据启动参数配置在这三种模型之间切换。Netty线程模型原理图如下：
服务端启动时，通常会创建两个NioEventLoopGroup实例，对应了两个独立的Reactor线程池。常见服务端启动代码实现如下：
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();try { ServerBootstrap b = new ServerBootstrap(); b.group(bossGroup, workerGroup) .channel(NioServerSocketChannel.class) .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 100) .handler(new LoggingHandler(LogLevel.INFO)) .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() { @Override public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception { ......实际上比较重要的创建线程池创建代码：
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();服务端启动时创建了两个NioEventLoopGroup，他们实际上时两个独立的Reactor线程池，一个负责接收客户端的TCP连接，另一个用于处理I/O操作，或执行系统Task、定时任务Task等，接下来做一下源码分析。
首先看下NioEventLoopGroup的继承关系：
可以看出最终还是调用了java的线程池创建方式，接下来看一下它的构造方法。
public class NioEventLoopGroup extends MultithreadEventLoopGroup { public NioEventLoopGroup() { this(0); } public NioEventLoopGroup(int nThreads) { this(nThreads, (Executor) null); } public NioEventLoopGroup(ThreadFactory threadFactory) { this(0, threadFactory, SelectorProvider.provider()); } public NioEventLoopGroup(int nThreads, ThreadFactory threadFactory) { this(nThreads, threadFactory, SelectorProvider.provider()); } public NioEventLoopGroup(int nThreads, Executor executor) { this(nThreads, executor, SelectorProvider.provider()); } public NioEventLoopGroup( int nThreads, ThreadFactory threadFactory, final SelectorProvider selectorProvider) { this(nThreads, threadFactory, selectorProvider, DefaultSelectStrategyFactory.INSTANCE); } public NioEventLoopGroup(int nThreads, ThreadFactory threadFactory, final SelectorProvider selectorProvider, final SelectStrategyFactory selectStrategyFactory) { super(nThreads, threadFactory, selectorProvider, selectStrategyFactory, RejectedExecutionHandlers.reject()); } public NioEventLoopGroup( int nThreads, Executor executor, final SelectorProvider selectorProvider) { this(nThreads, executor, selectorProvider, DefaultSelectStrategyFactory.INSTANCE); } public NioEventLoopGroup(int nThreads, Executor executor, final SelectorProvider selectorProvider, final SelectStrategyFactory selectStrategyFactory) { super(nThreads, executor, selectorProvider, selectStrategyFactory, RejectedExecutionHandlers.reject()); } public NioEventLoopGroup(int nThreads, Executor executor, EventExecutorChooserFactory chooserFactory, final SelectorProvider selectorProvider, final SelectStrategyFactory selectStrategyFactory) { super(nThreads, executor, chooserFactory, selectorProvider, selectStrategyFactory, RejectedExecutionHandlers.reject()); } public NioEventLoopGroup(int nThreads, Executor executor, EventExecutorChooserFactory chooserFactory, final SelectorProvider selectorProvider, final SelectStrategyFactory selectStrategyFactory, final RejectedExecutionHandler rejectedExecutionHandler) { super(nThreads, executor, chooserFactory, selectorProvider, selectStrategyFactory, rejectedExecutionHandler); } public NioEventLoopGroup(int nThreads, Executor executor, EventExecutorChooserFactory chooserFactory, final SelectorProvider selectorProvider, final SelectStrategyFactory selectStrategyFactory, final RejectedExecutionHandler rejectedExecutionHandler, final EventLoopTaskQueueFactory taskQueueFactory) { super(nThreads, executor, chooserFactory, selectorProvider, selectStrategyFactory, rejectedExecutionHandler, taskQueueFactory); } public NioEventLoopGroup(int nThreads, Executor executor, EventExecutorChooserFactory chooserFactory, SelectorProvider selectorProvider, SelectStrategyFactory selectStrategyFactory, RejectedExecutionHandler rejectedExecutionHandler, EventLoopTaskQueueFactory taskQueueFactory, EventLoopTaskQueueFactory tailTaskQueueFactory) { super(nThreads, executor, chooserFactory, selectorProvider, selectStrategyFactory, rejectedExecutionHandler, taskQueueFactory, tailTaskQueueFactory); }}可以看到最终是调用了父类MultithreadEventExecutorGroup的构造方法，继续跟踪：
protected MultithreadEventExecutorGroup(int nThreads, ThreadFactory threadFactory, Object... args) { this(nThreads, threadFactory == null ? null : new ThreadPerTaskExecutor(threadFactory), args); } protected MultithreadEventExecutorGroup(int nThreads, Executor executor, Object... args) { this(nThreads, executor, DefaultEventExecutorChooserFactory.INSTANCE, args); } protected MultithreadEventExecutorGroup(int nThreads, Executor executor, EventExecutorChooserFactory chooserFactory, Object... args) { checkPositive(nThreads, "nThreads"); if (executor == null) { //创建线程执行器以及线程工厂 executor = new ThreadPerTaskExecutor(newDefaultThreadFactory()); } //根据线程数构建EventExecutor数组 children = new EventExecutor[nThreads]; for (int i = 0; i < nThreads; i ++) { boolean success = false; try { //初始化数组中的线程，由NioEventLoopGroup创建NioEventLoop实例 children[i] = newChild(executor, args); success = true; } catch (Exception e) { // TODO: Think about if this is a good exception type throw new IllegalStateException("failed to create a child event loop", e); } finally { //当初始化失败时，需要优雅关闭，清理资源 if (!success) { for (int j = 0; j < i; j ++) { children[j].shutdownGracefully(); } for (int j = 0; j < i; j ++) { EventExecutor e = children[j]; try { //当线程未终止时，等待终止 while (!e.isTerminated()) { e.awaitTermination(Integer.MAX_VALUE, TimeUnit.SECONDS); } } catch (InterruptedException interrupted) { // Let the caller handle the interruption. Thread.currentThread().interrupt(); break; } } } } } //根据线程数创建选择器，选择器主要适用于next()方法 chooser = chooserFactory.newChooser(children); final FutureListener<Object> terminationListener = new FutureListener<Object>() { @Override public void operationComplete(Future<Object> future) throws Exception { if (terminatedChildren.incrementAndGet() == children.length) { terminationFuture.setSuccess(null); } } }; //为每个EventLoop线程增加线程终止监听器 for (EventExecutor e: children) { e.terminationFuture().addListener(terminationListener); } Set<EventExecutor> childrenSet = new LinkedHashSet<EventExecutor>(children.length); Collections.addAll(childrenSet, children); //创建执行器数组只读副本，便于在迭代查询时使用 readonlyChildren = Collections.unmodifiableSet(childrenSet); }从代码看出，使用EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup()来创建线程池，如果不指定线程个数，那么默认用0，在默认为0的情况下系统会使用默认的线程个数来创建线程池，如果制定了n>0个线程个数的话，就创建有限个数线程的线程池。那么默认创建的线程个数规则是啥呢？可以详见如下代码：
static { DEFAULT_EVENT_LOOP_THREADS = Math.max(1, SystemPropertyUtil.getInt( "io.netty.eventLoopThreads", NettyRuntime.availableProcessors() * 2)); if (logger.isDebugEnabled()) { logger.debug("-Dio.netty.eventLoopThreads: {}", DEFAULT_EVENT_LOOP_THREADS); } }可以看出是在CPU核心数*2与“io.netty.eventLoopThreads”这个配置参数取或并且与1比较大小得到的结果，就说如果“io.netty.eventLoopThreads”这系统参数配置了就用系统参数与1比较的最大值返回，如果没有配置使用cpu核心数*2与1比较的最大值返回。
关于NioEventLoopGroup我们从代码跟踪中做如下的总结，该类主要是完成三件事：
线程组的生产分两步：第一步，创建一定数量的EventExecutor数组；第二步，通过调用子类的newChild()方法完成这些EventExecutor数组的初始化。为了提高可扩展性，Netty的线程组除了NioEventLoopGroup，还有Netty通过JNI方式提供的一套由epoll模型实现的EpollEventLoop Group线程组，以及其他I/O多路复用模型线程组，因此newChild()方法由具体的线程组子类来实现。
children[i] = newChild(executor, args);protected EventLoop newChild(Executor executor, Object... args) throws Exception { SelectorProvider selectorProvider = (SelectorProvider) args[0]; SelectStrategyFactory selectStrategyFactory = (SelectStrategyFactory) args[1]; RejectedExecutionHandler rejectedExecutionHandler = (RejectedExecutionHandler) args[2]; EventLoopTaskQueueFactory taskQueueFactory = null; EventLoopTaskQueueFactory tailTaskQueueFactory = null; int argsLength = args.length; if (argsLength > 3) { taskQueueFactory = (EventLoopTaskQueueFactory) args[3]; } if (argsLength > 4) { tailTaskQueueFactory = (EventLoopTaskQueueFactory) args[4]; } return new NioEventLoop(this, executor, selectorProvider, selectStrategyFactory.newSelectStrategy(), rejectedExecutionHandler, taskQueueFactory, tailTaskQueueFactory); }在newChild()方法中，NioEventLoop的初始化参数有6个：第1个参数为NioEventLoopGroup线程组本身；第2个参数为线程执行器，用于启动线程，在SingleThreadEventExecutor的doStartThread()方法中被调用；第3个参数为NIO的Selector选择器的提供者；第4个参数主要在NioEventLoop的run()方法中用于控制选择循环；第5个参数为非I/O任务提交被拒绝时的处理Handler；第6个参数为队列工厂，在NioEventLoop中，队列读是单线程操作，而队列写则可能是多线程操作，使用支持多生产者、单消费者的队列比较合适，默认为MpscChunkedArrayQueue队列。
NioEventLoopGroup通过next()方法获取NioEventLoop线程，最终会调用其父类MultithreadEventExecutorGroup的next()方法，委托父类的选择器EventExecutorChooser。具体使用哪种选择器对象取决于MultithreadEventExecutorGroup的构造方法中使用的策略模式。
根据线程条数是否为2的幂次来选择策略，若是，则选择器为PowerOfTwoEventExecutorChooser，其选择策略使用与运算计算下一个选择的线程组的下标index；若不是，则选择器为GenericEventExecutorChooser，其选择策略为使用求余的方法计算下一个线程在线程组中的下标index。其中，PowerOfTwoEventExecutorChooser选择器的与运算性能会更好。
根据线程条数是否为2的幂次来选择策略，若是，则选择器为PowerOfTwoEventExecutorChooser，其选择策略使用与运算计算下一个选择的线程组的下标index，此计算方法在第7章中也有相似的应用；若不是，则选择器为GenericEventExecutorChooser，其选择策略为使用求余的方法计算下一个线程在线程组中的下标index。其中，PowerOfTwoEventExecutorChooser选择器的与运算性能会更好。
public EventExecutorChooser newChooser(EventExecutor[] executors) { if (isPowerOfTwo(executors.length)) { return new PowerOfTwoEventExecutorChooser(executors); } else { return new GenericEventExecutorChooser(executors); }}private static boolean isPowerOfTwo(int val) { return (val & -val) == val;}由于Netty的NioEventLoop线程被包装成了FastThreadLocalThread线程，同时，NioEventLoop线程的状态由它自身管理，因此每个NioEventLoop线程都需要有一个线程执行器，并且在线程执行前需要通过线程工厂io.netty.util.concurrent.DefaultThreadFactory将其包装成FastThreadLocalThread线程。线程执行器ThreadPerTaskExecutor与DefaultThreadFactory的newThread()方法的代码解读如下：
public void execute(Runnable command) { //调用线程工厂类的newThread包装线程，并且启动，等待线程调度。 threadFactory.newThread(command).start(); }public Thread newThread(Runnable r) { //包装FastThreadLocalThread线程，线程的前缀名字为NioEventLoopGroup- //服务启动后可以通过Arthas工具查看 Thread t = newThread(FastThreadLocalRunnable.wrap(r), prefix + nextId.incrementAndGet()); try { if (t.isDaemon() != daemon) { t.setDaemon(daemon); } if (t.getPriority() != priority) { t.setPriority(priority); } } catch (Exception ignored) { // Doesn't matter even if failed to set. } return t; } //包装为FastThreadLocalThread线程 protected Thread newThread(Runnable r, String name) { return new FastThreadLocalThread(threadGroup, r, name); }