Reactor反应堆模式

Reactor是事件分发器，基于IO 多路复用（epoll/poll/select） + 事件回调，把IO事件、读写、异常统一监听、分发到对应处理函数，是高性能网络服务经典模型

总结来说，Reactor = IO 多路复用 + 事件分发 + 回调

1. 思路

2. 参考代码

Reactor模式实现代码

3. 附加

OneThreadOneLoop多进程方案

One Thread One Loop （OTOL）是一种设计模式，通常用于描述基于事件驱动编程（Event Driven Programming）的架构，特别是在使用异步I/O（Asynchronous I/O）框架时。这种模式强调每个线程运行一个独立的事件循环（Event Loop），从而实现高效的并发处理。

核心概念

事件循环（Event Loop）：

• 事件循环是异步编程的核心，负责监听事件（如 I/O 操作、定时器事件等）并触发相应的回调函数
• 通常是一个单线程的执行模型，通过多路复用技术（如 epoll 、 select 或 poll ）高效地管理多个 I/O 操作

单线程模型

• 在 One Thread One Loop 模式中，每个线程运行一个独立的事件循环
• 这种设计避免了多线程编程中的复杂同步问题，同时利用了现代操作系统高效的 I/O 多路复用机制

• 只要把单 Reactor 写完，扩展多进程很容易
• 每个进程管理的连接和 fd，彼此不要重复
• 每个 Reactor，自己处理自己的 sockfd 的完整生命周期，不涉及任何 IO 穿插、乱序问题

多线程方案1

Eventfd事件驱动

如果不使用管道的话，可以使用Eventfd

• 是一个轻量级的事件通知机制，基于文件描述符
• 它可以与I/O多路复用机制（如epoll ）结合使用
• 内核维护一个64位的计数器， write会增加计数器， read 会减少

进程间事件通知：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/eventfd.h>
#include <sys/wait.h>

int main() {
    // 创建一个 eventfd 文件描述符，用来发事件
    // EFD_CLOEXEC：执行新程序时自动关闭，安全规范
    int efd = eventfd(0, EFD_CLOEXEC);
    if (efd == -1) {
        perror("eventfd");
        return 1;
    }

    // fork() 创建子进程
    // 调用后，变成两个进程：父进程 + 子进程
    pid_t pid = fork();
    if (pid == -1) {
        perror("fork");
        return 1;
    }

    if (pid == 0) {
        // 这里是 【子进程】
        uint64_t value;
        // 阻塞等待：读取 eventfd，直到有人写入才会继续
        read(efd, &value, sizeof(value));
        printf("Child process received event\n");
        close(efd);
        return 0;
    } else {
        // 这里是 【父进程】
        uint64_t value = 1;
        // 向 eventfd 写入 = 发送事件
        write(efd, &value, sizeof(value));
        printf("Parent process sent event\n");
        
        wait(NULL); // 等待子进程结束
        close(efd);
        return 0;
    }
}

流程：

创建 eventfd --> fork子进程 --> 子进程阻塞在 read，等事件 --> 父进程 write，发送事件 --> 子进程收到，打印提示 --> 结束

线程间事件通知:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/eventfd.h>
#include <pthread.h>

// 工作线程函数
void* worker_thread(void* arg) {
    int efd = *(int*)arg; // 获取 eventfd
    uint64_t value;
    
    // 阻塞等待事件
    read(efd, &value, sizeof(value));
    printf("Worker thread received event\n");
    return NULL;
}

int main() {
    // 创建 eventfd
    int efd = eventfd(0, EFD_CLOEXEC);
    if (efd == -1) {
        perror("eventfd");
        return 1;
    }

    pthread_t thread;
    // 创建工作线程
    pthread_create(&thread, NULL, worker_thread, &efd);

    // 主线程：发送事件
    uint64_t value = 1;
    write(efd, &value, sizeof(value));
    printf("Main thread sent event\n");

    // 等待工作线程结束
    pthread_join(thread, NULL);
    close(efd);
    return 0;
}

流程：

创建 eventfd --> 创建一个工作线程 --> 工作线程阻塞在 read，等事件 --> 主线程 write，发送 --> 工作线程收到，打印提示 --> 结束

Eventfd工作模式

1. 普通模式：不设置 EFD_SEMAPHORE ，读取的时候，计数器会清空
2. 设置EFD_SEMAPHORE ：信号量模式

多线程方案2