两种高效的事件处理模式:Reactor模式与Proactor模式

1.Reactor模式

一般使用同步IO模型实现

(1)Reactor 负责监听和分发事件,事件类型包含连接事件、读写事件;

(2)处理资源池负责处理事件,如 read -> 业务逻辑 -> send;

使用同步 I/O(以 epoll_wait 为例)实现的 Reactor 模式的工作流程是:

  1. 主线程往 epoll 内核事件表中注册 socket 上的读就绪事件。
  2. 主线程调用 epoll_wait 等待 socket 上有数据可读。
  3. 当 socket 上有数据可读时, epoll_wait 通知主线程。主线程则将 socket 可读事件放入请求队列。
  4. 睡眠在请求队列上的某个工作线程被唤醒,它从 socket 读取数据,并处理客户请求,然后往 epoll内核事件表中注册该 socket 上的写就绪事件。
  5. 当主线程调用 epoll_wait 等待 socket 可写。
  6. 当 socket 可写时,epoll_wait 通知主线程。主线程将 socket 可写事件放入请求队列。
  7. 睡眠在请求队列上的某个工作线程被唤醒,它往 socket 上写入服务器处理客户请求的结果。

Reactor模式的工作流程:

2.Proactor模式

一般使用异步IO模型实现

将所有 I/O 操作都交给主线程和内核来处理(进行读、写),工作线程仅仅负责业务逻辑。

使用异步 I/O 模型(以 aio_read 和 aio_write 为例)实现的 Proactor 模式的工作流程是:

  1. 主线程调用 aio_read 函数向内核注册 socket 上的读完成事件,并告诉内核用户读缓冲区的位置,以及读操作完成时如何通知应用程序(这里以信号为例)。
  2. 主线程继续处理其他逻辑。
  3. 当 socket 上的数据被读入用户缓冲区后,内核将向应用程序发送一个信号,以通知应用程序数据已经可用。
  4. 应用程序预先定义好的信号处理函数选择一个工作线程来处理客户请求。工作线程处理完客户请求后,调用 aio_write 函数向内核注册 socket 上的写完成事件,并告诉内核用户写缓冲区的位置,以及写操作完成时如何通知应用程序。
  5. 主线程继续处理其他逻辑。
  6. 当用户缓冲区的数据被写入 socket 之后,内核将向应用程序发送一个信号,以通知应用程序数据已经发送完毕。
  7. 应用程序预先定义好的信号处理函数选择一个工作线程来做善后处理,比如决定是否关闭 socket。

Proactor模式的工作流程:

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