两种模式的定义

Reactor 模式： 不主动等待 I/O，而是注册事件处理器，让操作系统在 I/O 就绪时通知。

多线程模式： 不单线程顺序执行，而是创建多个线程并行执行，让多核 CPU 同时处理多个任务。

Reactor 适合 I/O 密集型任务

假设处理 100 个连接，每个连接需要：

• I/O 等待： 90ms（网络传输）
• CPU 计算： 10ms（业务处理）

时间线

0ms:    连接1开始I/O等待（epoll_wait 阻塞）
90ms:   连接1数据到达，处理10ms
100ms:  连接1完成，继续等待其他连接
        （此时连接2、3...的数据可能已经到达）
110ms:  处理连接2（10ms）
120ms:  处理连接3（10ms）
...

总时间： 约 100ms（所有连接几乎并行处理）

关键优势

关键在于 I/O 等待期间不占用 CPU，CPU 可以一直处理就绪的事件。单线程也没有线程切换开销，内存占用也小（每个连接一个结构体）。

多线程不适合处理 I/O 密集型任务

如果是每个连接一个线程，那线程的大部分时间都在等待，而且还会给线程调度器带来很大负担，上下文切换也会消耗 CPU 资源。最后，就算线程阻塞，系统也还是要维护线程状态的，这也是资源占用。

因为每个连接都是一个线程，内存占用也会更多。

也就是说，如果是 I/O 密集型任务使用多线程模式，虽然大部分线程都在等待，却仍然会消耗系统资源。

多线程适合处理 CPU 密集型任务

假设处理 100 个任务，每个任务需要：

• CPU 计算： 90ms（复杂计算）
• I/O 等待： 10ms（读取配置）

时间线

0ms:    线程1-4开始计算（4核并行）
90ms:   线程1-4完成计算，开始I/O
100ms:  线程1-4完成
        线程5-8开始计算（复用CPU核心）
...

总时间： 约 2500ms（100个任务 ÷ 4核 × 100ms）

总计算能力： 90% × 4核 = 360%（相当于单核的3.6倍）

可见，如果是 CPU 密集型任务，多线程模式能够充分利用每一个 CPU 核心。

Reactor 不适合处理 CPU 密集型任务

采用复杂计算的任务时间假设，时间线是这样的：

0ms:    任务1开始计算（90ms）
90ms:   任务1计算完成，I/O等待（10ms）
100ms:  任务1完成
        任务2开始计算（90ms）
...

总时间： 10000ms（100个任务 × 100ms）

CPU 利用率： 90%

多核心并行的优势完全没有发挥，所有的计算任务都堆积到了一个核心上。

总结

• Reactor 适合 I/O 密集型任务，因为 I/O 等待期间 CPU 可以处理其他任务，单线程即可高效处理大量并发连接。

• 多线程适合 CPU 密集型任务，因为 CPU 计算必须顺序执行，无法并行等待（与 I/O 等待不同，I/O 等待的是外部资源，不消耗 CPU，因此多个 I/O 操作可以并行等待），多线程可以充分利用多核 CPU 的并行能力。

这也是为什么 KV 存储特别适合使用 Reactor 的原因：因为在 KV 存储的业务中，一次操作的计算耗时可能不足 0.1ms，绝大多数时间都在等待 I/O。