Reactor模式

Published: 18 Jun 2020 Category: network

一、Reactor模式

Reactor模式是一种典型的事件驱动的编程模型,Reactor逆置了程序处理的流程,其基本的思想即为Hollywood Principle— ‘Don’t call us, we’ll call you’.

I/O多路复用可以用作并发事件驱动(event-driven)程序的基础,即整个事件驱动模型是一个状态机,包含了状态(state), 输入事件(input-event), 状态转移(transition), 状态转移即状态到输入事件的一组映射。通过I/O多路复用的技术检测事件的发生,并根据具体的事件(通常为读写),进行不同的操作,即状态转移。

Reactor事件处理机制为:主程序将事件以及对应事件处理的方法在Reactor上进行注册, 如果相应的事件发生,Reactor将会主动调用事件注册的接口,即 回调函数. libevent即为封装了epoll并注册相应的事件(I/O读写,时间事件,信号事件)以及回调函数,实现的事件驱动的框架。

关键字:I/O多路复用,事件驱动,回调函数,非阻塞

1.1 组成

基于Reactor Pattern 处理模式中,定义以下三种角色:

Reactor 将I/O事件分派给对应的Handler

Acceptor 处理客户端新连接,并分派请求到处理器链中

Handlers 执行非阻塞读/写 任务

1.单Reactor单线程模型

最基本的单Reactor单线程模型(多个client+单个reactor+单个acceptor+多个handler)。其中Reactor线程,负责多路分离套接字,有新连接到来触发connect 事件之后,交由Acceptor进行处理,有IO读写事件之后交给hanlder 处理。

Acceptor主要任务就是构建handler ,在获取到和client相关的SocketChannel之后 ,绑定到相应的hanlder上,对应的SocketChannel有读写事件之后,基于racotor 分发,hanlder就可以处理了(所有的IO事件都绑定到selector上,有Reactor分发)。

该模型 适用于处理器链中业务处理组件能快速完成的场景。不过,这种单线程模型不能充分利用多核资源,所以实际使用的不多。

2.单Reactor多线程模型

相对于第一种单线程的模式来说,在处理业务逻辑,也就是获取到IO的读写事件之后,交由线程池来处理,这样可以减小主reactor的性能开销,从而更专注的做事件分发工作了,从而提升整个应用的吞吐。

(相当于reactor只做event分发的工作)

3.多Reactor多线程模型

第三种模型比起第二种模型,是将Reactor分成两部分,

  1. mainReactor负责监听server socket,用来处理新连接的建立,将建立的socketChannel指定注册给subReactor。
  2. subReactor维护自己的selector, 基于mainReactor 注册的socketChannel多路分离IO读写事件,读写网 络数据,对业务处理的功能,另其扔给worker线程池来完成。

(面试的时候回答三要素:是什么,原理是什么,怎么使用)

REF

Reactor模式
【NIO系列】——之Reactor模型